Allgemein:

Der Chemiker Hermann Seger hat sich mit der Sintertechnik und der Glas – Chemie beschäftigt. Die von ihm entwickelten Segerkegel beschreiben Glasurrezepte, die ein genormtes Schmelzverhalten besitzen.

Er betrachtet das Periodensystem als Ordnung von Elementen in ihrer beständigen Form als Oxide für Gläser.

Die Metalle verbinden sich aufgrund ihrer Außenelektronen, von links nach rechts (im PSE) mit zunehmendem Sauerstoffanteil zu ihrer Oxidform.

Das Mengenverhältnis von Metall zu Sauerstoff wird in der Segerformel in Gruppen unterteilt und gibt das Verhalten des Oxids im Glas an.

So beschreibt Seger die Wirkung von Alkalimetalloxiden im Glasnetzwerk als eher basisch und im Gegenteil die Wirkung von Halbmetalloxiden als sauer.

Als neutral werden Oxidgruppen mit einem geringen Sauerstoffüberschuß bezeichnet.

Saure Oxide sind in der Lage aufgrund ihres engen Sauerstoffnetzwerkes eine amorphe Substanz – also Glas – zu bilden.

Basische Oxide zerstören aufgrund ihrer großen Ionen das saure Netzwerk, wodurch die inneren Sauerstoffbindungen gelöst werden. Die Ionengröße (Bild) der Elemente des Periodensytem nimmt von rechts oben nach links unten zu. Je größer das eingebrachte Ion ist, desto mehr wird das Glasnetzwerk gestört.

Seger beschränkt sich in seiner Formel auf transparente Gläser, obwohl der Glaszustand mit vielen Stoffen erreicht werden kann. Die Verwendung von SiO2 als Glasbildner steht hier im Vordergrund. Eigenschaften wie Löslichkeit oder Viskosität können aus der Segerformel nicht abgelesen werden.

Darstellung:

Prinzipiell ist die Segerformel eine molare formale Darstellung einer Glaslösung. Sie zeigt den meist flüssigen Zustand des Glases.

Seger hat die Summe der Basischen Oxide mit 1 mol bestimmt, um die Formeln miteinander vergleichen zu können. Die molare Menge eines Oxides wird im Verhältnis zueinander angegeben. Die molare Masse wird über die Segerformelrechnung ermittelt.

Die Segerformel beschränkt sich auf eine dreispaltige Ordnung der Oxide, wobei Randgruppenoxide oder Ausnahmestoffe aufgrund ihrer Wirkung im Glas oder ihrer speziellen Oxidform der geeigneten Spalte zugeordnet werden. Seger übernimmt großteils die Position der Elemente aus dem Periodensystem. Alkali- und Erdalkalimetalle sind die Hauptvertreter der Basenoxide. Die Kohlenstoff und Stickstoffgruppe bringen die sauren Oxide hervor. Die Borgruppe beschreibt ungefähr die Position der neutralen Oxide, wobei sich diese bis in die Andere Oxide finden hier wegen ihrer Seltenheit, Giftigkeit oder radioaktiven Wirkung keinen Platz, können aber eingeordnet werden. Vgl. Häufigkeit der Elemente.

So werden die sauren Oxide im Glas auch Netzwerkbildner oder Glasbildner und die basischen Oxide Netzwerkwandler, Glaswandler oder Flussmittel genannt.

Die folgende Tabelle zeigt die Position der Oxide mit ihrer stabilen Sauerstoffbindung und dem Sauerstoffverhältnis, sowie ihre Wirkung im Glas.

Bleioxid funktioniert zwar als Glasbildner, seine Wirkung auf SiO2 Glas ist aber die der Erdalkalien.

Andere Oxide finden hier wegen ihrer Seltenheit, Giftigkeit oder radioaktiven Wirkung keinen Platz, können aber eingeordnet werden. Vgl. Häufigkeit der Elemente.

Anwendung:

Ist ein Glasbildner in seiner Menge gewählt, so kann der Glaswandler seinen weiteren Eigenschaften gemäß innerhalb der Menge von 1 mol gewechselt werden.

Das erhaltene Säure – Basen Verhältnis steht mit seiner Schmelztemperatur in Abhängigkeit.

Wird der Anteil an basischen Oxiden zu hoch, treten Kristallausscheidungen aus der Lösung aus. Man spricht von Mattglasuren. Ähnlich kann eine Übersäuerung zu matter Oberfläche am Glas führen.

Die Formel soll daher ein ausgewogenes Verhältnis beibehalten, welches aus den bekannten Schmelzeutektika ermittelt werden kann.

Die Formel kann mit keinen mathematischen Berechnungen zu gewünschten Gläsern verhelfen. Die Glasmischungen können nur über Versuche optimiert werden.

Einschlägiges Wissen über die beteiligten Oxide ermöglicht Keramikern die Eigenschaften von Gläsern einzustellen.