Impactinator®ガラス

ホウケイ酸ガラス

ガラスは、結晶構造を持たない無機の非金属材料です。 そのような材料はアモルファスと呼ばれ、結晶が形成できないほど急速に冷却される実質的に固体液体である。 代表的なガラスは、ガラス瓶用のソーダライムケイ酸塩ガラスから光ファイバー用の超高純度石英ガラスまで多岐にわたります。 ガラスは、腐食性の高い液体の窓、ボトル、コップ、トランスファーライン、容器、光学ガラス、原子力用途の窓などに広く使用されています。中古。 歴史的に、ほとんどの製品は吹きガラスでできていました。 最近では、ほとんどの板ガラスはフロートプロセスを使用して製造されています。 ボトルや装飾品の大量生産は、吹きガラスプロセスを使用して工業規模で行われます。 手吹きガラス製品は、英国中のアート/クラフトセンターで作られています。

ガラスの主成分は二酸化ケイ素(SiO 2)です。 ガラス製造に使用されるシリカの最も一般的な形態は常に砂でした。

砂自体を溶かしてガラスを作ることができますが、これを達成できる温度は約1700°Cです。砂に他の化学物質を加えることによって、溶融物の温度は著しく下げられることができる。 ソーダ灰として知られる炭酸ナトリウム(Na2CO3)を75%シリカ(SiO2)と25%酸化ナトリウム(Na2O)の溶融混合物にする量で添加すると、溶融物の温度が約800°Cに低下します。しかしながら、この組成のガラスは水に可溶であり、水ガラスと呼ばれる。 ガラスに安定性を与えるために、酸化カルシウム(CaO)および酸化マグネシウム(MgO)などの他の化学物質が必要である。 CaOとMgOを導入するための原料は、それらの炭酸塩、石灰石(CaCO3)とドロマイト(MgCO3)であり、これらは高温で二酸化炭素を放出し、ガラス中に酸化物を残します。

ホウケイ酸ガラスは、70%〜80%のシリカ(SiO2)と7%〜13%の酸化ホウ素(B2O3)から作られ、少量のアルカリ酸化ナトリウム(ソーダ)(Na2O)と酸化アルミニウム(AI2O3)が含まれています。 ガラス製品は、高温で水蒸気と繰り返し接触するとアルカリイオンが浸出する可能性のある実験室でよく使用されます。 ホウケイ酸ガラスはアルカリ含有量が比較的低く、その結果、水の攻撃に対する耐性が高い。 ホウケイ酸ガラスは、膨張係数が低く(3.3 x 10 -6 K-1)、軟化点が高いため、優れた耐熱衝撃性を備えています。 ホウケイ酸ガラスの最高推奨使用温度(短期)は500oCです ホウケイ酸ガラスは、スペクトルの可視領域および近紫外域で光を透過する能力を有する良好な光学特性を有する。したがって、光化学で広く使用されています。 その熱的および光学的特性により、高輝度照明用途に広く使用されています。 このガラスは、プラスチックおよび繊維補強材に使用するガラス繊維の製造に使用されます-以下を参照 家庭では、ホウケイ酸ガラスはストーブウェアやパイレックスなどの他の耐熱家庭用品の形で知られています。 これらのアイテムは通常、250oCまでの温度で使用されます。 ホウケイ酸ガラスは、水、酸、塩溶液、ハロゲンおよび有機溶媒の攻撃に対して非常に高い耐性を有する。 また、アルカリに対して中程度の耐性があります。 フッ化水素酸、高温濃リン酸、強アルカリのみがガラスの著しい腐食を引き起こします。 そのため、このガラスは化学プラントや実験装置に広く使用されています。

ガラスは大きな固有の強度を持っています。それは日常のガラスにその壊れやすい評判を与える表面の欠陥によってのみ弱められます。特殊な表面処理により、表面欠陥の影響を最小限に抑えることができます。 ガラスの実用的な引張強度は27MPa〜62MPa程度である。 ただし、ガラスは非常に高い圧縮応力に耐えることができます。 したがって、ガラスの破損のほとんどは引張強度の故障によるものです。 ガラスの引張強度が弱い理由は、通常、局所的な応力集中を生み出す微細な亀裂で覆われているためです。 ガラスには、結果として生じる高い局所応力を低減するメカニズムがないため、急速な脆性破壊を受けます。この問題を軽減/排除するには、次の 2 つの方法があります。 外面が比較的高い圧縮応力下にあり、表面間の中央領域が引張応力下にあるように、ガラスの熱処理。 したがって、亀裂は「一定の残留応力によって閉じられたままになります...それは強化/強化ガラスです。 この方法では、ガラスの強度を最大10倍向上させることができます。 これにより、ガラス表面にひびが入らず、使用中にガラスが表面に傷を付ける可能性のあるものと機械的に接触しないようにします。 表面欠陥のないガラスは強度値があります