Borosilikatglas

Fysiska egenskaper och kemiska data för borosilikatglas

Typer av borosilikatglas

Soda-lime glas

Soda-lime glas är den vanligaste (90% av glas tillverkat) och billigaste formen av glas. Den innehåller vanligtvis 60-75% kiseldioxid, 12-18% läsk, 5-12% lime. Beständighet mot höga temperaturer och plötsliga temperaturförändringar är inte bra och motståndet mot frätande kemikalier är bara rimligt.

 

 

 

Blyglas

Blyglas har en hög andel blyoxid (minst 20 % av partiet). Den är relativt mjuk och dess brytningsindex ger en briljans som kan utnyttjas genom skärning. Det är något dyrare än soda-kalkglas och är gynnat för elektriska applikationer på grund av dess utmärkta elektriska isoleringsegenskaper. Termometerrör och konstglas är också gjorda av bly-alkaliglas, vanligtvis kallat blyglas. Detta glas tål inte höga temperaturer eller plötsliga temperaturförändringar.

Borosilikatglas

Borosilikatglas är vilket silikatglas som helst som har minst 5 % boroxid i sin sammansättning. Den har hög motståndskraft mot temperaturförändringar och kemisk korrosion. Inte riktigt lika bekvämt att tillverka som antingen kalk eller blyglas, och inte lika låg kostnad som kalk, borosilikatets kostnad är måttlig när den mäts mot dess användbarhet. Rörledningar, glödlampor, fotokromatiska glas, strålkastare med förseglade strålkastare, laboratorieartiklar och bakverk är exempel på borosilikatprodukter.

Aluminiumsilikatglas

Aluminiumsilikatglas har aluminiumoxid i sin sammansättning. Det liknar borosilikatglas men det har större kemisk hållbarhet och tål högre driftstemperaturer. Jämfört med borosilikat är aluminiumsilikater svårare att tillverka. Vid beläggning med en elektriskt ledande film används aluminiumsilikatglas som motstånd för elektroniska kretsar.

Nittiosex procent silikaglas

Nittiosex procent kiselglas är ett borosilikatglas, smält och format på konventionellt sätt, sedan bearbetat för att avlägsna nästan alla icke-silikatelement från biten. Genom att återuppvärma till 1200 grader konsolideras de resulterande porerna. Detta glas är resistent mot värmechock upp till 900 grader.

Smält kiselglas

Smält kiselglas är ren kiseldioxid i icke-kristallint tillstånd. Det är väldigt svårt att tillverka, så det är det dyraste av alla glasögon. Den kan hålla driftstemperaturer upp till 1200 grader under korta perioder. (se: Glass and the Space Orbiter)

 

Förstå kontrasten: Borosilikatglas och Soda Lime Glass

Applicering av borosilikatglas

Laboratorieglas
Den höga dimensionsstabiliteten och förmågan att samtidigt tolerera exponering för olika temperaturer gör borosilikatglas till ett naturligt materialval för att skapa laboratorieglasvaror, även kallade labware. Petriskålar, objektglas, flaskor, bägare, flaskor, provrör, trattar och mätinstrument som graderade cylindrar är alla vanliga exempel. Förutom de gynnsamma termiska egenskaperna är borosilikatglas mycket resistent och reagerar inte mot de flesta kemikalier.

Vetenskapliga linser och heta speglar
Borosilikatglas kan formas till optiska komponenter med hög precision såsom linser för användning i teleskop och andra optiska precisionsanordningar. Den låga värmeutvidgningskoefficienten för borosilikatglas gör att linsernas optiska egenskaper kommer att vara stabila över temperaturförändringar eftersom glaslinsen inte kommer att ändra sina dimensioner nämnvärt. Glaset är också idealiskt för användning i heta speglar som reflekterar infrarött ljus.

Bakform och kokkärl
Bland dess första och vanligaste användningsområden är skapandet av hushållsredskap och bakverk. De termiska egenskaperna hos kokkärl av borosilikat gör att den kan transporteras från en varm ugn till en sval bänkskiva utan rädsla för att spricka eller splittras. Det används också i produkter som måttkoppar och är säkert att använda i mikrovågsugnar och diskmaskiner.

Värmeisolering
Borosilikatglasets termiska egenskaper användes för att tillverka de termiska plattorna som skyddade rymdfärjan från värmen från återinträde i jordens atmosfär.

Högintensiva belysningsprodukter
Scenlampor och belysningsprodukter som används inom filmindustrin använder sig av borosilikatglaslinser, eftersom dessa lampor kan nå höga temperaturer när de används kontinuerligt i timmar i sträck. Andra lampprodukter som använder högintensiv urladdning (HID), såsom kvicksilverånglampor eller metallhalogenlampor, kommer att använda borosilikatlinser eller yttre höljen.

Synglas
I industriella processer använder tankar sig av synglas som ofta är tillverkade av borosilikatglas. Dessa synglas möjliggör visuell övervakning av ämnen och processer utan att tanken eller lagringskärlet behöver öppnas och utan att avbryta processen.

Exteriör linser för flygplan
De yttre lamporna på ett flygplan använder linser av borosilikatglas på grund av de tydliga optiska egenskaperna (transmissibilitet) och förmågan att motstå temperaturskillnaden som upplevs under flygning på hög höjd. Figur 1 nedan visar ett exempel på de optiska transmissionsegenskaperna för en typ av borosilikatglas. Notera den mycket platta prestandan över hela våglängdsspektrumet från 300 – 1200 nm.