Nárazové® sklo

Borosilikátové sklo

Sklo je anorganický, nekovový materiál, který nemá krystalickou strukturu. Takové materiály se nazývají amorfní a jsou to prakticky pevné kapaliny, které se ochlazují tak rychle, že se krystaly nemohou tvořit. Typická skla sahají od sodno-vápenatého silikátového skla pro skleněné lahve až po křemenné sklo s extrémně vysokou čistotou pro optická vlákna. Sklo je široce používáno pro okna, lahve, nápojové sklo, přenosová potrubí a nádoby pro vysoce korozivní kapaliny, optická skla, okna pro jaderné aplikace atd. ojetý. Historicky byla většina výrobků vyrobena z foukaného skla. V poslední době byla většina plochého skla vyrobena pomocí procesu floatu. Hromadná výroba lahví a dekorativních výrobků se provádí v průmyslovém měřítku pomocí procesu foukaného skla. Ručně foukané skleněné předměty jsou vyráběny v uměleckých / řemeslných centrech po celé Velké Británii.

Hlavní složkou skla je oxid křemičitý (SiO 2). Nejběžnější formou oxidu křemičitého používanou při výrobě skla byl vždy písek.

Samotný písek může být roztaven na sklo, ale teplota, při které toho lze dosáhnout, je kolem 1700 ° C. Přidáním dalších chemikálií do písku lze výrazně snížit teplotu taveniny. Přidání uhličitanu sodného (Na2CO3), známého jako uhličitan sodný, v množství, které vytváří roztavenou směs 75% oxidu křemičitého (SiO2) a 25% oxidu sodného (Na2O), snižuje teplotu taveniny na přibližně 800 ° C. Sklenice této kompozice je však rozpustná ve vodě a nazývá se vodní sklo. Pro zajištění stability skla jsou zapotřebí další chemikálie, jako je oxid vápenatý (CaO) a oxid hořečnatý (MgO). Surovinami pro zavedení CaO a MgO jsou jejich uhličitany, vápenec (CaCO3) a dolomit (MgCO3), které při vysokých teplotách emitují oxid uhličitý a zanechávají oxidy ve skle.

Borosilikátové sklo je vyrobeno ze 70% - 80% oxidu křemičitého (SiO2) a 7% - 13% oxidu boritého (B2O3) s malým množstvím alkalického oxidu sodného (Soda) (Na2O) a oxidu hlinitého (AI2O3). Sklo se často používá v laboratořích, kde opakovaný kontakt s vodní párou při vysokých teplotách může vyluhovat alkalické ionty. Borosilikátové sklo má relativně nízký obsah alkálií a v důsledku toho vysokou odolnost proti napadení vodou. Borosilikátové sklo má výjimečnou odolnost proti teplotním šokům, protože má nízký koeficient roztažnosti (3,3 x 10 -6 K-1) a vysokou teplotu měknutí. Maximální doporučená pracovní teplota (krátkodobá) pro borosilikátové sklo je 500oC Borosilikátové sklo má dobré optické vlastnosti se schopností přenášet světlo přes viditelnou oblast spektra a v blízkém ultrafialovém pásmu. Proto je široce používán ve fotochemii. Díky svým tepelným a optickým vlastnostem je široce používán pro aplikace s vysokou intenzitou osvětlení. Toto sklo se používá při výrobě skleněných vláken pro použití v plastových a textilních výztužích - viz níže V domácnosti je borosilikátové sklo známé ve formě nádobí a dalších tepelně odolných předmětů pro domácnost, jako je Pyrex. Tyto předměty se obecně používají při teplotách do 250 °C. Borosilikátové sklo má velmi vysokou odolnost proti působení vody, kyselin, solných roztoků, halogenů a organických rozpouštědel. Má také mírnou odolnost vůči zásadám. Pouze kyselina fluorovodíková, horká koncentrovaná kyselina fosforečná a silné zásady způsobují významnou korozi skla. Proto je toto sklo široce používáno v chemických závodech a pro laboratorní vybavení.

Sklo má velkou vnitřní pevnost. Oslabují ho pouze povrchové vady, které dávají každodennímu sklu křehkou pověst. Speciální povrchová úprava může minimalizovat účinky povrchových vad. Praktická pevnost skla v tahu je asi 27MPa až 62MPa. Sklo však odolává extrémně vysokému tlakovému namáhání. Proto je většina rozbití skla způsobena selháním pevnosti v tahu. Důvodem slabé pevnosti skla v tahu je, že je obvykle pokryto mikroskopickými trhlinami, které vytvářejí lokální koncentrace napětí. Sklo nemá žádné mechanismy, které by snížily výsledné vysoké lokální pnutí, a proto je vystaveno rychlému křehkému lomu. Existují dvě metody, jak tento problém snížit/odstranit: Tepelné nebo chemické ošetření skla tak, že vnější povrchy jsou pod relativně vysokým tlakovým namáháním, zatímco střední plocha mezi povrchy je pod tahovým namáháním. Praskliny jsou proto "udržovány uzavřené stálým zbytkovým napětím... Jedná se o tvrzené/tvrzené sklo. Pevnost skla může být touto metodou zlepšena až o faktor 10. Zajišťuje, že skleněné povrchy nepraskají a že sklo nepřichází během používání do mechanického kontaktu s věcmi, které by mohly povrch poškrábat. Sklenice, které jsou vyrobeny bez povrchových vad, mají pevnostní hodnotu