Glas är ett amorft fast ämne som framställs genom att kiseldioxid smälts samman med en basisk oxid. Även om atomerna aldrig arrangerar sig i en kristallin ordning är atomavståndet i glaset snävt. Glas kännetecknas av transparens, hårdhet vid atmosfäriska temperaturer och utmärkt motståndskraft mot väder och de flesta kemikalier utom fluorvätesyra.
De flesta glas är baserade på silikatsystemet och tillverkas av tre huvudbeståndsdelar: kiseldioxid (SiO), kalk (CaCO3) och natriumkarbonat (NaCO3). Olika oxider tillsätts för att skräddarsy glasets egenskaper för att uppfylla specifika krav.
Glas utan silikatsystem, som endast utgör cirka 5 % av allt glas som tillverkas (exklusive glaskeramik, som beskrivs i kapitlet Teknisk keramik), omfattar fosfatglas (som står emot HF-syra), sällsynta jordartsboratglas (för högt brytningsindex), värmeabsorberande glas (tillverkade med FeO) och system som baseras på oxider av aluminium, vanadin, germanium och andra metaller. Nästan alla glas kan kategoriseras i en av sex grundtyper, baserat på kemisk sammansättning. Inom varje typ, med undantag för smält kiseldioxid, finns flera olika sammansättningar.
Sodakalkglas, den vanligaste typen, är glaset i flaskor, fönster, glödlampor och dricksglas. Dess sammansättning liknar den för det tidigaste konstgjorda glaset – en blandning av kisel-, kalcium- och natriumoxider. Ungefär 90 % av allt glas som smälts i dag är sodakalk (eller helt enkelt ”kalk” som det vanligen kallas). Detta billiga glas är lätt att tillverka till en mängd olika former. Motståndskraften mot höga temperaturer och plötsliga temperaturförändringar är dålig, och motståndskraften mot angrepp av kemikalier är endast måttlig.
Borosilikatglas, den äldsta typen av glas som har märkbar motståndskraft mot termisk chock och högre temperaturer, har också utmärkt motståndskraft mot kemiska angrepp. I denna glasstruktur, som var den första att bära varumärket Pyrex, har en del av SiO″ ersatts av boroxid.
Borosilikatglas har en låg värmeutvidgningskoefficient och lämpar sig därför för teleskopspeglar och andra precisionsdelar. Eftersom detta glas kan motstå termiska stötar används det också till ugns- och laboratorieartiklar, strålkastarlinser och pannglas. De flesta borosilikatglas har bättre motståndskraft mot syror än kalksoda, men dålig motståndskraft mot alkalier. Glasfibrer som används för att förstärka plastföreningar är ett modifierat borosilikatglas.
Blyalkaliglas, eller blyglas, innehåller blymonoxid, PbO, för att öka dess brytningsindex. Detta glas är en bättre elektrisk isolator än kalksoda eller borosilikatglas. Blyglas används för optiska tillämpningar såsom prismor och linser och som skydd mot atomstrålning. Det är lätt att bearbeta och lämpar sig väl för långsamma, manuella arbeten. På grund av sin naturliga lyster används blyglas till fina kristallserviser. Liksom kalkglas har blyglas dålig beständighet mot höga temperaturer och termiska stötar.
Aluminosilikatglas (där en del aluminiumoxid, Al2O3, ersätter kiseldioxid) är ett annat termiskt stötbeständigt glas som liknar borosilikat men som klarar högre arbetstemperaturer. Dessa glas motstår också kemiska angrepp och är goda elektriska isolatorer. Aluminosilikatglas lämpar sig för högpresterande tillämpningar, t.ex. högtemperaturtermometrar, fönster för rymdfordon och tändrör. Belagda med en elektriskt ledande film används de som motstånd i kritiska elektroniska kretsar. Aluminosilikater kostar ungefär tre gånger mer än borosilikater och är betydligt svårare att tillverka.
96% kiseldioxidglas är ett mycket värmebeständigt glas som tillverkas av borosilikatglas genom en egen process (Corning Glass Works). Detta glas kan formas lättare och i fler former än smält kiseldioxid. Dess egenskaper ligger så nära dem hos smält kiseldioxid att det ibland används som ersättning i optiska komponenter och fönster i rymdfarkoster, där det måste tåla värmen vid återinträde i jordens atmosfär. Den används också som en värmebeständig beläggning, t.ex. på utsidan av NASA:s rymdfärjor. Andra användningsområden är laboratorieartiklar och belysningskomponenter, t.ex. bågrör i halogenlampor.
Kiseldioxid är den enda av de sex kategorierna som innehåller en enda sammansättning. Detta glas består helt enkelt av kiseldioxid (kiseldioxid) i icke-kristallint eller amorft tillstånd. Smält kiseldioxid, som är det dyraste av alla glas, har den största motståndskraften mot termiska stötar och den högsta tillåtna driftstemperaturen (900 °C under längre perioder, till 1 200 °C under kortare perioder). Det har också maximal transmission i det ultravioletta området och den högsta motståndskraften mot kemiska angrepp av alla glas. Fusad kiseldioxid används i tillämpningar där kraven är mycket stränga, t.ex. för speglar till astronomiska teleskop, fördröjningsledningar för ultraljud, vågledare för optisk kommunikation och deglar för att odla kristaller. Det är svårt att tillverka smält kiseldioxid och antalet tillgängliga former är därför starkt begränsat.
Dessa sex typer av glas kan grupperas i tre par. Kalksoda och blyalkali kallas mjuka glas eftersom de mjuknar eller smälter vid relativt låga temperaturer. Borosilikat och aluminosilikat kallas hårda glas eftersom de mjuknar eller smälter vid relativt högre temperaturer. 96 % kiseldioxid och smält kiseldioxid är de hårdaste av alla.
Det äldsta av glasen är sodakalk, som var känt för cirka 4 000 år sedan. Blyalkali utvecklades 1676, borosilikat 1912, aluminiumsilikat 1936, 96 % kiseldioxid 1939 och smält kiseldioxid 1952.
I dag tillverkas många glasprodukter av kompositer, som består av flera glas av olika sammansättning. Höghållfasta serviser tillverkas av en sandwich av ett glas med låg expansion och en glaskärna med hög expansion. Optiska kommunikationsfibrer (vågledare) dras från en boule som byggs upp av glas med en kontrollerad variation i sammansättning. Fönster för flyg- och rymdfordon består av flera glasrutor, där varje ruta har en unik egenskap; de yttersta rutorna är värmebeständiga, de innersta rutorna är mekaniskt starka.
Ljuskänsliga glas, som visserligen inte betraktas som en grundtyp, finns i tre olika kvaliteter. Fotokroma glas mörknar när de utsätts för ultraviolett strålning och bleknar när den ultravioletta stimulansen avlägsnas eller när glaset värms upp. Vissa fotokroma sammansättningar förblir mörka i en vecka eller längre. Andra bleknar inom några minuter efter att ultraviolett strålning avlägsnats. Ett huvudanvändningsområde för de kompositioner som bleknar snabbare är glasögonlinser som automatiskt mörknar och bleknar när de utsätts för eller avlägsnas från solljus.
Fotokänsligt glas reagerar också på ljus, men på ett annat sätt än fotokromt glas. När det utsätts för ultraviolett energi och sedan värms upp ändras fotokänsligt glas från klart till opal. När UV-exponeringen sker genom en mask återges maskens mönster i glaset. Den framkallade bilden är permanent och bleknar inte, vilket en liknande bild i ett fotokromt glas skulle göra. Det exponerade, opaliserade fotokänsliga glaset är mycket mer lösligt i fluorvätesyra än det oexponerade glaset. Om man sänker sig i denna syra får man fram former, fördjupningar eller hål genom att de exponerade och framkallade områdena etsas bort.
Fotokromatiska glas är ljuskänsliga glas med fullfärg. De utvecklades 1978 av Corning Glass Works laboratorier och har egenskaper som gör att de kan användas för informationslagring, dekorativa föremål, fönster eller andra transparenter och behållare. Fotokroma glasögon har en verklig färgbeständighet.