Βοροπυριτικό Γυαλί

Φυσικές Ιδιότητες & Χημικά Δεδομένα Βοροπυριτικού Γυαλιού

Τύποι Βοροπυριτικού Γυαλιού

Γυαλί σόδα-λάιμ

Το γυαλί με ανθρακικό ασβέστη είναι η πιο κοινή (90% του γυαλιού που κατασκευάζεται) και η φθηνότερη μορφή γυαλιού. Συνήθως περιέχει 60-75% πυρίτιο, 12-18% σόδα, 5-12% ασβέστη. Η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και απότομες αλλαγές θερμοκρασίας δεν είναι καλή και η αντοχή σε διαβρωτικά χημικά είναι δίκαιη.

 

 

 

Μολύβδινο γυαλί

Το γυαλί μολύβδου έχει υψηλό ποσοστό οξειδίου του μολύβδου (τουλάχιστον 20% της παρτίδας). Είναι σχετικά μαλακό και ο δείκτης διάθλασής του δίνει μια λάμψη που μπορεί να αξιοποιηθεί με την κοπή. Είναι κάπως πιο ακριβό από το γυαλί σόδα-άσβεστο και προτιμάται για ηλεκτρικές εφαρμογές λόγω των εξαιρετικών ηλεκτρικών μονωτικών ιδιοτήτων του. Οι σωλήνες θερμομέτρου και το καλλιτεχνικό γυαλί κατασκευάζονται επίσης από γυαλί μολύβδου-αλκαλίου, που συνήθως ονομάζεται γυαλί μολύβδου. Αυτό το ποτήρι δεν αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες ή απότομες αλλαγές θερμοκρασίας.

Βοροπυριτικό γυαλί

Βοροπυριτικό γυαλί είναι κάθε πυριτικό γυαλί που έχει τουλάχιστον 5% οξείδιο του βορικού στη σύνθεσή του. Έχει υψηλή αντοχή σε αλλαγές θερμοκρασίας και χημική διάβρωση. Όχι τόσο βολικό στην κατασκευή όσο ο ασβέστης ή το γυαλί από μόλυβδο και όχι τόσο χαμηλό σε κόστος όσο ο ασβέστης, το κόστος του βοριοπυριτικού είναι μέτριο όταν μετριέται σε σχέση με τη χρησιμότητά του. Σωληνώσεις, λαμπτήρες φωτός, φωτοχρωμικά γυαλιά, προβολείς στεγανής δέσμης, εργαστηριακά είδη και είδη αρτοποιίας είναι παραδείγματα βοριοπυριτικών προϊόντων.

Αλουμινοπυριτικό γυαλί

Το αλουμινοπυριτικό γυαλί έχει οξείδιο του αλουμινίου στη σύνθεσή του. Είναι παρόμοιο με το βοριοπυριτικό γυαλί αλλά έχει μεγαλύτερη χημική αντοχή και μπορεί να αντέξει υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας. Σε σύγκριση με το βοριοπυριτικό, τα αργιλοπυριτικά είναι πιο δύσκολο να κατασκευαστούν. Όταν επικαλύπτεται με ηλεκτρικά αγώγιμο φιλμ, το αργιλοπυριτικό γυαλί χρησιμοποιείται ως αντιστάσεις για ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Γυαλί πυριτίου ενενήντα έξι τοις εκατό

Το ενενήντα έξι τοις εκατό γυαλί πυριτίου είναι ένα βοριοπυριτικό γυαλί, λιωμένο και σχηματισμένο με συμβατικά μέσα και στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία για να αφαιρεθούν σχεδόν όλα τα μη πυριτικά στοιχεία από το τεμάχιο. Με αναθέρμανση στους 1200 βαθμούς οι πόροι που προκύπτουν σταθεροποιούνται. Αυτό το γυαλί είναι ανθεκτικό σε θερμικό σοκ έως και 900 βαθμούς.

Τετηγμένο γυαλί πυριτίου

Το λιωμένο γυαλί πυριτίας είναι καθαρό διοξείδιο του πυριτίου σε μη κρυσταλλική κατάσταση. Είναι πολύ δύσκολο να κατασκευαστεί, επομένως είναι το πιο ακριβό από όλα τα γυαλιά. Μπορεί να διατηρήσει θερμοκρασίες λειτουργίας έως και 1200 βαθμούς για σύντομα χρονικά διαστήματα. (δείτε: Glass and the Space Orbiter )

 

Κατανόηση της αντίθεσης: Βοροπυριτικό Γυαλί και Γυαλί Soda Lime

Εφαρμογή Βοροπυριτικού Γυαλιού

Εργαστηριακά υαλικά
Η υψηλή σταθερότητα διαστάσεων και η ικανότητα ανοχής της έκθεσης σε διαφορετικές θερμοκρασίες την ίδια στιγμή καθιστούν το βοριοπυριτικό γυαλί μια επιλογή φυσικού υλικού από την οποία θα δημιουργηθούν εργαστηριακά γυάλινα σκεύη, που ονομάζονται επίσης εργαστηριακά. Τα τρυβλία Petri, οι αντικειμενοφόρες πλάκες μικροσκοπίου, οι φιάλες, τα ποτήρια, οι φιάλες, οι δοκιμαστικοί σωλήνες, οι χοάνες και τα όργανα μέτρησης όπως οι βαθμονομημένοι κύλινδροι είναι όλα κοινά παραδείγματα. Εκτός από τις ευνοϊκές θερμικές ιδιότητες, το βοριοπυριτικό γυαλί είναι πολύ ανθεκτικό και δεν αντιδρά στις περισσότερες χημικές ουσίες.

Επιστημονικοί φακοί και ζεστοί καθρέφτες
Το βοριοπυριτικό γυαλί μπορεί να διαμορφωθεί σε οπτικά εξαρτήματα υψηλής ακρίβειας, όπως φακούς για χρήση σε τηλεσκόπια και άλλες οπτικές συσκευές ακριβείας. Ο χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής για το βοριοπυριτικό γυαλί σημαίνει ότι οι οπτικές ιδιότητες των φακών θα είναι σταθερές στις αλλαγές θερμοκρασίας καθώς ο γυάλινος φακός δεν θα αλλάξει σημαντικά τις διαστάσεις του. Το γυαλί είναι επίσης ιδανικό για χρήση σε ζεστούς καθρέφτες που αντανακλούν το υπέρυθρο φως.

Σκεύη ψησίματος και μαγειρικά σκεύη
Ανάμεσα στις πρώτες και πιο συνηθισμένες χρήσεις του είναι η δημιουργία οικιακών σκευών μαγειρικής και αρτοποιίας. Οι θερμικές ιδιότητες του βοριοπυριτικού μαγειρικού σκεύους του επιτρέπουν να μεταφερθεί από έναν ζεστό φούρνο σε έναν ψυχρό πάγκο χωρίς φόβο ότι θα σπάσουν ή θα σπάσουν. Χρησιμοποιείται επίσης σε προϊόντα όπως μεζούρες και είναι ασφαλές για χρήση σε φούρνους μικροκυμάτων και πλυντήρια πιάτων.

Θερμική μόνωση
Οι θερμικές ιδιότητες του βοριοπυριτικού γυαλιού χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή των θερμικών πλακιδίων που προστάτευαν το διαστημικό λεωφορείο από τη θερμότητα της επανεισόδου στην ατμόσφαιρα της γης.

Προϊόντα φωτισμού υψηλής έντασης
Τα φώτα σκηνής και τα προϊόντα φωτισμού που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία ταινιών χρησιμοποιούν φακούς από βοριοπυριτικό γυαλί, καθώς αυτά τα φώτα μπορούν να φτάσουν σε υψηλές θερμοκρασίες όταν λειτουργούν συνεχώς για ώρες. Άλλα προϊόντα λαμπτήρων που χρησιμοποιούν εκφόρτιση υψηλής έντασης (HID), όπως λαμπτήρες ατμού υδραργύρου ή λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου, θα χρησιμοποιούν βοριοπυριτικούς φακούς ή εξωτερικούς φακούς.

Γυαλί οράσεως
Στις βιομηχανικές διεργασίες, οι δεξαμενές χρησιμοποιούν γυαλιά όρασης που συχνά κατασκευάζονται από βοριοπυριτικό γυαλί. Αυτά τα γυαλιά όρασης επιτρέπουν την οπτική παρακολούθηση ουσιών και διεργασιών χωρίς να χρειάζεται να ανοίξετε τη δεξαμενή ή το δοχείο αποθήκευσης και χωρίς να διακόπτεται η διαδικασία.

Εξωτερικοί φακοί αεροσκαφών
Οι εξωτερικοί λαμπτήρες ενός αεροσκάφους χρησιμοποιούν φακούς από βοριοπυριτικό γυαλί λόγω των καθαρών οπτικών ιδιοτήτων (μεταδοτικότητα) και της ικανότητας να αντέχουν τη διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται κατά τη διάρκεια πτήσης σε μεγάλο ύψος. Το σχήμα 1 παρακάτω δείχνει ένα παράδειγμα των χαρακτηριστικών οπτικής μετάδοσης ενός τύπου βοριοπυριτικού γυαλιού. Σημειώστε την πολύ επίπεδη απόδοση σε όλο το φάσμα μήκους κύματος από 300 – 1200 nm.