Боросиликатное стекло

Физические свойства и химические данные боросиликатного стекла

Виды боросиликатного стекла

Натриево-известковое стекло

Натриево-известковое стекло является наиболее распространенным (90% производства стекла) и наименее дорогим видом стекла. Обычно он содержит 60-75 % кремнезема, 12-18 % соды, 5-12 % извести. Устойчивость к высоким температурам и резким изменениям температуры не является хорошей, а устойчивость к агрессивным химическим веществам вполне удовлетворительной.

 

 

 

Свинцовое стекло

Свинцовое стекло имеет высокий процент оксида свинца (не менее 20% партии). Он относительно мягкий, а его показатель преломления придает блеск, который можно использовать при огранке. Оно несколько дороже, чем натриево-известковое стекло, и его предпочитают использовать в электротехнике из-за его превосходных электроизоляционных свойств. Трубки термометров и художественное стекло также изготавливаются из свинцово-щелочного стекла, обычно называемого свинцовым стеклом. Это стекло не выдерживает высоких температур и резких перепадов температур.

Боросиликатное стекло

Боросиликатное стекло – любое силикатное стекло, имеющее в своем составе не менее 5% оксида бора. Обладает высокой стойкостью к изменению температуры и химической коррозии. Боросиликат не так удобен в изготовлении, как известковое или свинцовое стекло, и не так низок по стоимости, как известь, но стоимость боросиликата умеренная, если сравнивать его с его полезностью. Трубопроводы, лампочки, фотохромные стекла, фары с закрытым лучом, лабораторная посуда и формы для выпечки являются примерами боросиликатных изделий.

Алюмосиликатное стекло

Алюмосиликатное стекло имеет в своем составе оксид алюминия. Оно похоже на боросиликатное стекло, но обладает большей химической стойкостью и выдерживает более высокие рабочие температуры. По сравнению с боросиликатами алюмосиликаты сложнее изготовить. Алюмосиликатное стекло, покрытое электропроводящей пленкой, используется в качестве резисторов в электронных схемах.

Девяносто шесть процентов кварцевого стекла

Кварцевое стекло на девяносто шесть процентов представляет собой боросиликатное стекло, расплавленное и сформированное обычными способами, а затем обработанное для удаления почти всех несиликатных элементов из изделия. При повторном нагревании до 1200 градусов образовавшиеся поры консолидируются. Это стекло устойчиво к тепловому удару до 900 градусов.

Кварцевое стекло

Стекло из плавленого кварца представляет собой чистый диоксид кремния в некристаллическом состоянии. Его очень сложно изготовить, поэтому он самый дорогой из всех стекол. Он может выдерживать рабочие температуры до 1200 градусов в течение коротких периодов времени. (см.: Стекло и космический орбитальный аппарат)

 

Понимание контраста: боросиликатное стекло и натриево-известковое стекло

Применение боросиликатного стекла

Лабораторная посуда
Высокая стабильность размеров и способность выдерживать одновременное воздействие различных температур делают боросиликатное стекло естественным материалом для изготовления лабораторной посуды, также называемой лабораторной посудой. Чашки Петри, предметные стекла, бутылки, мензурки, колбы, пробирки, воронки и измерительные инструменты, такие как градуированные цилиндры, — все это распространенные примеры. Помимо благоприятных термических свойств, боросиликатное стекло очень устойчиво и не реагирует с большинством химикатов.

Научные линзы и горячие зеркала
Из боросиликатного стекла можно изготавливать высокоточные оптические компоненты, такие как линзы для использования в телескопах и других прецизионных оптических устройствах. Низкий коэффициент теплового расширения боросиликатного стекла означает, что оптические свойства линз будут стабильны при изменении температуры, поскольку стеклянная линза не будет существенно менять свои размеры. Стекло также идеально подходит для использования в горячих зеркалах, отражающих инфракрасный свет.

Формы для выпечки и кухонная посуда
Среди его первых и наиболее распространенных применений — создание домашней посуды и форм для выпечки. Термические свойства боросиликатной посуды позволяют переносить ее из горячей духовки на прохладную столешницу, не опасаясь растрескивания или разрушения. Он также используется в таких продуктах, как мерные чашки, и безопасен для использования в микроволновых печах и посудомоечных машинах.

Теплоизоляция
Термические свойства боросиликатного стекла были использованы для изготовления тепловых плиток, которые защищали космический корабль от жары при входе в атмосферу Земли.

Осветительная продукция высокой интенсивности
В сценических светильниках и осветительных приборах, используемых в киноиндустрии, используются линзы из боросиликатного стекла, поскольку эти светильники могут нагреваться до высоких температур при непрерывной работе в течение нескольких часов подряд. В других ламповых продуктах, в которых используется разряд высокой интенсивности (HID), таких как ртутные лампы или металлогалогенные лампы, будут использоваться боросиликатные линзы или внешние оболочки.

Смотровое стекло
В промышленных процессах в резервуарах используются смотровые стекла, которые часто изготавливаются из боросиликатного стекла. Эти смотровые стекла позволяют осуществлять визуальный контроль веществ и процессов без необходимости открывать резервуар или резервуар для хранения и не прерывать процесс.

Внешние линзы для самолетов
В наружных фонарях самолетов используются линзы из боросиликатного стекла благодаря четким оптическим свойствам (проницаемости) и способности выдерживать перепад температур, возникающий во время полета на большой высоте. На рисунке 1 ниже показан пример характеристик оптического пропускания одного типа боросиликатного стекла. Обратите внимание на очень ровные характеристики во всем спектре длин волн от 300 до 1200 нм.