Impactinator® glas

Borosilikatglas

Glas är ett oorganiskt, icke-metalliskt material som inte har en kristallin struktur. Sådana material kallas amorfa och är praktiskt taget fasta vätskor som kyls så snabbt att kristaller inte kan bildas. Typiska glas sträcker sig från soda-kalksilikatglas för glasflaskor till extremt hög renhet kvartsglas för optiska fibrer. Glas används ofta för fönster, flaskor, dricksglas, överföringsledningar och behållare för starkt frätande vätskor, optiska glasögon, fönster för kärntekniska applikationer etc. begagnad. Historiskt sett var de flesta produkter gjorda av blåst glas. På senare tid har de flesta planglas producerats med hjälp av flottörprocessen. Massproduktion av flaskor och dekorativa produkter utförs i industriell skala med hjälp av blåst glasprocess. De handblåsta glasföremålen tillverkas i konst- / hantverkscentra över hela Storbritannien.

Huvuddelen av glas är kiseldioxid (SiO2). Den vanligaste formen av kiseldioxid som används vid glasproduktion har alltid varit sand.

Sanden i sig kan smältas för att göra glas, men temperaturen vid vilken detta kan uppnås är cirka 1700 ° C. Genom att tillsätta andra kemikalier till sanden kan smältans temperatur minskas avsevärt. Tillsatsen av natriumkarbonat (Na2CO3), känd som soda, i en mängd för att göra en smält blandning av 75% kiseldioxid (SiO2) och 25% natriumoxid (Na2O) reducerar smältans temperatur till ca 800o C. Ett glas av denna komposition är emellertid lösligt i vatten och kallas ett vattenglas. För att ge stabilitet till glaset behövs andra kemikalier som kalciumoxid (CaO) och magnesiumoxid (MgO). Råvarorna för införandet av CaO och MgO är deras karbonater, kalksten (CaCO3) och dolomit (MgCO3), som avger koldioxid vid höga temperaturer och lämnar oxiderna i glaset.

Borosilikatglas är tillverkat av 70% - 80% kiseldioxid (SiO2) och 7% - 13% boroxid (B2O3) med små mängder alkalinatriumoxid (soda) (Na2O) och aluminiumoxid (AI2O3). Glasvaror används ofta i laboratorier där upprepad kontakt med vattenånga vid höga temperaturer kan läcka alkalijoner. Borosilikatglas har ett relativt lågt alkaliinnehåll och som ett resultat hög motståndskraft mot vattenangrepp. Borosilikatglas har exceptionellt motstånd mot termisk chock, eftersom det har en låg expansionskoefficient (3,3 x 10 -6 K-1) och en hög mjukningspunkt. Den högsta rekommenderade arbetstemperaturen (kortvarig) för borosilikatglas är 500 oC Borosilikatglas har goda optiska egenskaper med förmågan att överföra ljus genom spektrumets synliga område och i det närmaste ultravioletta området. Det används därför ofta i fotokemi. På grund av dess termiska och optiska egenskaper används den ofta för högintensiva belysningsapplikationer. Detta glas används vid tillverkning av glasfibrer för användning i plast- och textilförstärkningar - se nedan I hushållet är borosilikatglas känt i form av spisgods och andra värmebeständiga hushållsartiklar som Pyrex. Dessa föremål används vanligtvis vid temperaturer upp till 250oC. Borosilikatglas har ett mycket högt motstånd mot angrepp av vatten, syror, saltlösningar, halogener och organiska lösningsmedel. Det har också måttligt motstånd mot alkalier. Endast fluorvätesyra, varm koncentrerad fosforsyra och starka alkalier orsakar signifikant korrosion av glaset. Det är därför detta glas används ofta i kemiska anläggningar och för laboratorieutrustning.

Glas har en stor inneboende styrka. Det försvagas bara av ytfel, vilket ger vardagsglas sitt bräckliga rykte. En speciell ytbehandling kan minimera effekterna av ytfel. Glasets praktiska draghållfasthet är cirka 27MPa till 62MPa. Glas tål dock extremt höga tryckspänningar. Därför beror det mesta av glasbrottet på att draghållfastheten misslyckas. Anledningen till glasets svaga draghållfasthet är att det vanligtvis täcks av mikroskopiska sprickor som skapar lokala spänningskoncentrationer. Glas har inga mekanismer för att minska de resulterande höga lokala spänningarna och utsätts därför för snabb spröd fraktur. Det finns två metoder för att minska/eliminera detta problem: Termisk eller kemisk behandling av glaset så att de yttre ytorna är under relativt hög tryckspänning, medan mittområdet mellan ytorna är under dragspänning. Sprickorna hålls därför "stängda av den konstanta restspänningen ... Det är härdat/härdat glas. Glasets styrka kan förbättras med upp till en faktor 10 med denna metod. Det säkerställer att glasytorna inte spricker och att glaset inte kommer i mekanisk kontakt med saker under användning som kan repa ytan. Glasögon som är gjorda utan ytfel har ett styrkavärde