Impactinator®-glas

Borosilicaatglas

Glas is een anorganisch, niet-metallisch materiaal dat geen kristallijne structuur heeft. Dergelijke materialen worden amorf genoemd en zijn praktisch vaste vloeistoffen die zo snel worden afgekoeld dat kristallen zich niet kunnen vormen. Typische glazen variëren van natronkalksilicaatglas voor glazen flessen tot extreem zuiver kwartsglas voor optische vezels. Glas wordt veel gebruikt voor ramen, flessen, drinkglazen, transferleidingen en containers voor zeer corrosieve vloeistoffen, optische glazen, ramen voor nucleaire toepassingen, enz. gebruikt. Historisch gezien werden de meeste producten gemaakt van geblazen glas. In de afgelopen tijd is het meeste vlakglas geproduceerd met behulp van het floatproces. Massaproductie van flessen en decoratieve producten wordt op industriële schaal uitgevoerd met behulp van het geblazen glasproces. De handgeblazen glazen voorwerpen worden gemaakt in kunst- / ambachtscentra in het Verenigd Koninkrijk.

Het hoofdbestanddeel van glas is siliciumdioxide (SiO 2). De meest voorkomende vorm van silica die wordt gebruikt bij de glasproductie is altijd zand geweest.

Het zand zelf kan worden gesmolten om glas te maken, maar de temperatuur waarbij dit kan worden bereikt ligt rond de 1700o C. Door andere chemicaliën aan het zand toe te voegen, kan de temperatuur van de smelt aanzienlijk worden verlaagd. De toevoeging van natriumcarbonaat (Na2CO3), bekend als natriumcarbonaat, in een hoeveelheid om een gesmolten mengsel van 75% silica (SiO2) en 25% natriumoxide (Na2O) te maken, verlaagt de temperatuur van de smelt tot ongeveer 800o C. Een glas van deze samenstelling is echter oplosbaar in water en wordt een waterglas genoemd. Om stabiliteit aan het glas te geven, zijn andere chemicaliën zoals calciumoxide (CaO) en magnesiumoxide (MgO) nodig. De grondstoffen voor de introductie van CaO en MgO zijn hun carbonaten, kalksteen (CaCO3) en dolomiet (MgCO3), die bij hoge temperaturen koolstofdioxide uitstoten en de oxiden in het glas achterlaten.

Borosilicaatglas is gemaakt van 70% - 80% silica (SiO2) en 7% - 13% booroxide (B2O3) met kleine hoeveelheden van het alkalinatriumoxide (soda) (Na2O) en aluminiumoxide (AI2O3). Glaswerk wordt vaak gebruikt in laboratoria waar herhaald contact met waterdamp bij hoge temperaturen alkalionen kan uitlogen. Borosilicaatglas heeft een relatief laag alkaligehalte en daardoor een hoge weerstand tegen de aanval van water. Borosilicaatglas heeft een uitzonderlijke thermische schokbestendigheid, omdat het een lage uitzettingscoëfficiënt heeft (3,3 x 10 -6 K-1) en een hoog verwekingspunt. De maximale aanbevolen werktemperatuur (kortdurend) voor borosilicaatglas is 500oC Borosilicaatglas heeft goede optische eigenschappen met het vermogen om licht door het zichtbare gebied van het spectrum en in het nabije ultraviolette bereik te verzenden. Het wordt daarom veel gebruikt in de fotochemie. Vanwege zijn thermische en optische eigenschappen wordt het veel gebruikt voor verlichtingstoepassingen met hoge intensiteit. Dit glas wordt gebruikt bij de vervaardiging van glasvezels voor gebruik in kunststof- en textielversterkingen - zie hieronder In het huishouden is borosilicaatglas bekend in de vorm van kachelgerei en andere hittebestendige huishoudelijke artikelen zoals Pyrex. Deze items worden over het algemeen gebruikt bij temperaturen tot 250oC. Borosilicaatglas heeft een zeer hoge weerstand tegen de aantasting van water, zuren, zoutoplossingen, halogenen en organische oplosmiddelen. Het heeft ook een matige weerstand tegen alkaliën. Alleen fluorwaterstofzuur, heet geconcentreerd fosforzuur en sterke logen veroorzaken significante corrosie van het glas. Daarom wordt dit glas veel gebruikt in chemische fabrieken en voor laboratoriumapparatuur.

Glas heeft een grote intrinsieke sterkte. Het wordt alleen verzwakt door oppervlaktedefecten, die alledaags glas zijn fragiele reputatie geven. Een speciale oppervlaktebehandeling kan de effecten van oppervlaktedefecten minimaliseren. De praktische treksterkte van het glas is ongeveer 27MPa tot 62MPa. Glas is echter bestand tegen extreem hoge drukspanningen. Daarom is het grootste deel van de glasbreuk te wijten aan het falen van de treksterkte. De reden voor de zwakke treksterkte van glas is dat het meestal bedekt is met microscopische scheuren die lokale spanningsconcentraties creëren. Glas heeft geen mechanismen om de resulterende hoge lokale spanningen te verminderen en is daarom onderhevig aan snelle brosse breuken. Er zijn twee methoden om dit probleem te verminderen / elimineren: Thermische of chemische behandeling van het glas zodat de buitenoppervlakken onder relatief hoge drukspanning staan, terwijl het middengebied tussen de oppervlakken onder trekspanning staat. De scheuren worden daarom "gesloten gehouden door de constante restspanning... Het is gehard/gehard glas. De sterkte van het glas kan met deze methode tot een factor 10 worden verbeterd. Het zorgt ervoor dat de glasoppervlakken niet barsten en dat het glas tijdens het gebruik niet mechanisch in contact komt met dingen die het oppervlak kunnen krassen. Glazen die zijn gemaakt zonder oppervlaktedefecten hebben een sterktewaarde