Szkło borokrzemianowe

Szkła borokrzemianowego , ze szkła borokrzemianowego lub borokrzemian, jest specjalne szkła nośne stosunkowo wysokich temperatur . Ten rodzaj szkła ma pośrednią temperaturę roboczą pomiędzy tradycyjnymi szkłami sodowymi a szkłami kryształowymi na bazie ołowiu . Szkła te mają niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i są mniej wrażliwe na szok termiczny. Mają również dobrą odporność chemiczną.

Korzyści

Jego cechy można podsumować trzema następującymi punktami:

Neutralne szkło o wysokiej odporności hydrolitycznej .
Twarde szkło o wysokiej temperaturze mięknienia.
Lekko rozszerzalne szkło o dobrej odporności na szok termiczny.

Kompozycja

70% do 80% krzemionki (SiO 2 )
7% do 13% trójtlenku boru (B 2 O 3 ).
4% do 8% tlenków alkalicznych (Na 2 O; K 2 O)
2% do 7% tlenku glinu (Al 2 O 3 )
0% do 5% innych tlenków alkalicznych (CaO, MgO ...)

Szkło borokrzemianowe swoją nazwę zawdzięcza dwóm najczęściej występującym związkom - krzemionce i boranom .

Właściwości termiczne

Szkło to jest odporne na szoki termiczne, nawet przy dużej grubości. Może on być wykorzystywany do zamawiania temperatury 1500 ° C .

Jednak przy osiągnięciu tych temperatur zaleca się uważne monitorowanie chłodzenia, co powinno odbywać się powoli i stopniowo, zwłaszcza jeśli obiekt jest gruby.

Właściwości fizyczne

To szkło jest ściśle liniowo elastyczne: podlega prawu Hooke'a aż do zniszczenia .

Jest bardzo odporny na wodę i większość chemikaliów, z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego (HF), kwasu fosforowego (H 3 PO 4 ) i roztworów zasadowych, które atakują szkło. ”Łatwiej niż stężenie tych produktów i / lub temperatura jest wysoki.

własność	Wartość	Uwaga
Współczynnik załamania światła pomarańczowego (587 nm)	$n = 1 {,} 473$
Numer Abbego	$\ nu = 65$
Masa objętościowa	$\ rho = 2 {,} 23 ~ {\ mathrm {g / cm ^ {3}}}$	Około 10% lżejsze od szyby okiennej
Moduł Younga	${\ displaystyle E = 64 ~ {\ rm {GPa}}}$
Względna liczba dielektryczna	$\ varepsilon _ {{\ text {r}}} = 4 {,} 6$
Współczynnik rozszerzalności	$\ alpha = 3 {,} 3 \ cdot 10 ^ {{- 6}} ~ {\ mathrm {K ^ {{- 1}}}}$	Około 40% wartości szkła okiennego
Przewodność cieplna	$k = 1 {,} 2 ~ {{\ rm {W / (K \ cdot m)}}}$	Podobny do cementu
Pojemność cieplna	$C = 830 ~ {{\ rm {J / (kg \ cdot K)}}}$
Maksymalna temperatura pracy	${\ Displaystyle T _ {\ rm {max}} = 1500 ~ {\ rm {^ {\ circ} C}}}$
Temperatura przejścia	$T _ {{{\ rm {glass}}}} = 525 ~ {{\ rm {^ {\ circ} C}}}$
Temperatura mięknienia	$T = 825 ~ {{\ rm {^ {\ circ} C}}}$

Użyteczność

Okulary te przeżywały techniczny rozkwit między 1920 a 1980 rokiem, zwłaszcza w przemyśle chemicznym i laboratoriach naukowych: w szczególności 500- centymetrowe zwierciadło teleskopu CalTech w Mount Palomar zostało odlane w szkle borokrzemianowym o niskiej rozszerzalności przez Corning w latach 1934-1936.

Szkło borokrzemianowe jest szeroko stosowane w przemyśle nuklearnym . Odpady radioaktywne topi się w tym szkle, a całość wsypuje do beczek ze stali nierdzewnej . Znajduje również zastosowanie jako główny element kolektorów słonecznych z lampą próżniową .

Czyszczenie

Szkło borokrzemianowe, które dostosowuje się do wysokich temperatur, łatwo zmywa się w zmywarkach i jest odporne na najbardziej korozyjne środki czyszczące.

Uwagi i odniesienia

zaleta techniczna dla ich zastosowań, na przykład z palnikiem, która pozwala uniknąć długiego i progresywnego wyżarzania, a nawet drastycznego utrzymywania w temperaturze.
(w) „ Caltech Astronomy: History - 1908-1949 ” , Caltech, ind. (dostęp 27 maja 2016 )

Zobacz też

Powiązane artykuły

Pyrex