硼硅酸盐玻璃

玻璃是一种无机的非金属材料,没有晶体结构。 这种材料被称为无定形,实际上是固体液体,冷却得如此之快,以至于无法形成晶体。 典型的玻璃范围从用于玻璃瓶的钠钙硅酸盐玻璃到用于光纤的极高纯度石英玻璃。 玻璃广泛用于窗户、瓶子、水杯、高腐蚀性液体的传输管线和容器、光学玻璃、核应用窗户等。使用。 从历史上看,大多数产品都是由吹制玻璃制成的。 最近,大多数平板玻璃都是使用浮法工艺生产的。 瓶子和装饰产品的大规模生产是使用吹制玻璃工艺在工业规模上进行的。 手工吹制的玻璃制品在英国各地的艺术/手工艺中心制作。

普通玻璃

玻璃的主要成分是二氧化硅(SiO 2)。 玻璃生产中最常用的二氧化硅形式一直是沙子。

沙子本身可以熔化制成玻璃,但可以达到这一点的温度约为 1700o C。通过在沙子中添加其他化学物质,可以显着降低熔体的温度。 添加碳酸钠(Na2CO3),称为纯碱,以制造75%二氧化硅(SiO2)和25%氧化钠(Na2O)的熔融混合物,将熔体温度降低到约800o C。然而,这种组合物的玻璃可溶于水,称为水玻璃。 为了使玻璃具有稳定性,需要其他化学物质,例如氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)。 引入CaO和MgO的原料是它们的碳酸盐,石灰石(CaCO3)和白云石(MgCO3),它们在高温下排放二氧化碳并将氧化物留在玻璃中。

硼硅酸盐玻璃:

硼硅酸盐玻璃由70%-80%的二氧化硅(SiO2)和7%-13%的氧化硼(B2O3)与少量的碱性氧化钠(钠)(Na2O)和氧化铝(AI2O3)制成。 玻璃器皿通常用于实验室,在高温下反复接触水蒸气会浸出碱离子。 硼硅酸盐玻璃的碱含量相对较低,因此对水的侵蚀具有很高的抵抗力。 硼硅酸盐玻璃具有出色的抗热震性,因为它具有低膨胀系数(3.3 x 10 -6 K-1)和高软化点。 硼硅酸盐玻璃的最高推荐工作温度(短期)为500oC 硼硅酸盐玻璃具有良好的光学性能,能够通过光谱的可见光区域和近紫外范围内传输光。因此,它被广泛用于光化学。 由于其热和光学特性,它广泛用于高强度照明应用。 这种玻璃用于制造用于塑料和纺织增强材料的玻璃纤维 - 见下文 在家庭中,硼硅酸盐玻璃以炉灶和其他耐热家居用品(如Pyrex)的形式而闻名。 这些物品通常在高达250oC的温度下使用。 硼硅酸盐玻璃对水、酸、盐溶液、卤素和有机溶剂的侵蚀具有非常高的抵抗力。 它还对碱具有中等抵抗力。 只有氢氟酸、热浓磷酸和强碱会对玻璃造成严重腐蚀。 这就是为什么这种玻璃广泛用于化工厂和实验室设备的原因。

玻璃的一般特性

机械强度

玻璃具有很强的内在强度。它只会因表面缺陷而减弱,这使日常玻璃的声誉脆弱。特殊的表面处理可以最大限度地减少表面缺陷的影响。 玻璃的实际抗拉强度约为27MPa至62MPa。 然而,玻璃可以承受极高的压应力。 因此,玻璃破碎大多是由于抗拉强度的失效。 玻璃抗拉强度较弱的原因是它通常被微观裂纹覆盖,从而产生局部应力集中。 玻璃没有减少由此产生的高局部应力的机制,因此会受到快速脆性断裂的影响。有两种方法可以减少/消除此问题: 对玻璃进行热处理或化学处理,使外表面处于相对较高的压应力下,而表面之间的中间区域处于拉伸应力下。 因此,裂缝“通过恒定的残余应力保持闭合......它是钢化/钢化玻璃。 使用这种方法,玻璃的强度最多可提高 10 倍。 它确保玻璃表面不会破裂,并且玻璃在使用过程中不会与可能划伤表面的东西发生机械接触。 没有表面缺陷的玻璃具有强度值