Боросиликатно стъкло

Физични свойства и химични данни за боросиликатно стъкло

Видове боросиликатно стъкло

Натриево-калциево стъкло

Натриевото стъкло е най-разпространената (90% от произведеното стъкло) и най-евтината форма на стъкло. Обикновено съдържа 60-75% силициев диоксид, 12-18% сода, 5-12% вар. Устойчивостта на високи температури и внезапни промени в температурата не е добра, а устойчивостта на корозивни химикали е задоволителна.

 

 

 

Оловно стъкло

Оловното стъкло има висок процент оловен оксид (поне 20% от партидата). Той е сравнително мек и неговият индекс на пречупване придава блясък, който може да се използва чрез рязане. То е малко по-скъпо от варово-натриевото стъкло и е предпочитано за електрически приложения поради отличните си електроизолационни свойства. Тръбите на термометъра и художественото стъкло също са направени от оловно-алкално стъкло, обикновено наричано оловно стъкло. Това стъкло няма да издържи на високи температури или резки промени в температурата.

Боросиликатно стъкло

Боросиликатното стъкло е всяко силикатно стъкло, което съдържа поне 5% борен оксид в състава си. Има висока устойчивост на температурни промени и химическа корозия. Не е толкова удобен за производство като вар или оловно стъкло, и не е толкова евтин като вар, цената на боросиликата е умерена, когато се измерва спрямо неговата полезност. Тръбопроводи, електрически крушки, фотохромни стъкла, фарове със запечатан лъч, лабораторни съдове и съдове за печене са примери за боросиликатни продукти.

Алумосиликатно стъкло

Алумосиликатното стъкло има в състава си алуминиев оксид. Подобно е на боросиликатното стъкло, но има по-голяма химическа издръжливост и издържа на по-високи работни температури. В сравнение с боросиликата, алумосиликатите са по-трудни за производство. Когато е покрито с електропроводим филм, алуминосиликатното стъкло се използва като резистори за електронни вериги.

Деветдесет и шест процента силициево стъкло

Деветдесет и шест процента силициево стъкло е боросиликатно стъкло, разтопено и оформено по конвенционални средства, след което обработено, за да се отстранят почти всички несиликатни елементи от парчето. Чрез повторно нагряване до 1200 градуса получените пори се консолидират. Това стъкло е устойчиво на топлинен шок до 900 градуса.

Разтопено силициево стъкло

Разтопеното силициево стъкло е чист силициев диоксид в некристално състояние. Много е трудно за производство, така че е най-скъпото от всички очила. Може да поддържа работни температури до 1200 градуса за кратки периоди. (вижте: Glass and the Space Orbiter )

 

Разбиране на контраста: боросиликатно стъкло и натриево варово стъкло

Приложение на боросиликатно стъкло

Лабораторна стъклария
Високата стабилност на размерите и способността да толерира излагане на различни температури в същото време правят боросиликатното стъкло избор на естествен материал, от който да се създава лабораторна стъклария, наричана още лабораторна посуда. Петри, предметни стъкла за микроскоп, бутилки, чаши, колби, епруветки, фунии и измервателни инструменти като градуирани цилиндри са всички често срещани примери. Освен благоприятните термични свойства, боросиликатното стъкло е много устойчиво и не реагира на повечето химикали.

Научни лещи и горещи огледала
Боросиликатното стъкло може да бъде формовано във високопрецизни оптични компоненти като лещи за използване в телескопи и други прецизни оптични устройства. Ниският коефициент на топлинно разширение за боросиликатното стъкло означава, че оптичните свойства на лещите ще бъдат стабилни при промени в температурата, тъй като стъклената леща няма да промени значително своите размери. Стъклото също е идеално за използване в горещи огледала, които отразяват инфрачервена светлина.

Съдове за печене и готвене
Сред първите и най-чести употреби е при създаването на домакински съдове за готвене и печене. Термичните свойства на боросиликатните съдове за готвене позволяват да бъдат транспортирани от гореща фурна до хладен плот без страх от напукване или счупване. Използва се и в продукти като мерителни чаши и е безопасен за използване в микровълнови фурни и съдомиялни машини.

Топлоизолация
Термичните свойства на боросиликатното стъкло бяха използвани за производството на термичните плочки, които предпазваха космическата совалка от топлината при повторното влизане в земната атмосфера.

Продукти за осветление с висок интензитет
Сценичните светлини и осветителните продукти, използвани във филмовата индустрия, използват боросиликатни стъклени лещи, тъй като тези светлини могат да достигнат високи температури, когато работят непрекъснато в продължение на часове. Други лампови продукти, които използват разряд с висок интензитет (HID), като лампи с живачни пари или метални халогенни лампи, ще използват боросиликатни лещи или външни обвивки.

Наблюдателно стъкло
В промишлените процеси резервоарите използват стъкла за наблюдение, които често са произведени от боросиликатно стъкло. Тези наблюдателни стъкла позволяват визуално наблюдение на вещества и процеси, без да е необходимо да отваряте резервоара или съда за съхранение и без да прекъсвате процеса.

Външни лещи за самолети
Външните лампи на самолета използват лещи от боросиликатно стъкло поради ясните оптични свойства (пропускливост) и способността да издържат на температурната разлика, изпитвана по време на полет на голяма височина. Фигура 1 по-долу показва пример за характеристиките на оптично предаване на един вид боросиликатно стъкло. Обърнете внимание на много равното представяне в целия спектър от дължина на вълната от 300 – 1200 nm.