Impactinator® cam

Borosilikat cam

Cam, kristal bir yapıya sahip olmayan inorganik, metalik olmayan bir malzemedir. Bu tür malzemelere amorf denir ve kristallerin oluşamayacağı kadar hızlı soğutulan pratik olarak katı sıvılardır. Tipik camlar, cam şişeler için soda-kireç silikat camdan optik fiberler için son derece yüksek saflıkta kuvars cama kadar uzanır. Cam, pencereler, şişeler, içme bardakları, yüksek derecede aşındırıcı sıvılar için transfer hatları ve kaplar, optik camlar, nükleer uygulamalar için pencereler vb. İçin yaygın olarak kullanılmaktadır. kullanılmış. Tarihsel olarak, çoğu ürün üflemeli camdan yapılmıştır. Son zamanlarda, çoğu düz cam şamandıra işlemi kullanılarak üretilmiştir. Şişelerin ve dekoratif ürünlerin seri üretimi, üflemeli cam işlemi kullanılarak endüstriyel ölçekte gerçekleştirilir. Elle üflenmiş cam eşyalar, İngiltere'deki sanat / zanaat merkezlerinde üretilmektedir.

Camın ana bileşeni silikon dioksittir (SiO 2). Cam üretiminde kullanılan silikanın en yaygın şekli her zaman kum olmuştur.

Kumun kendisi cam yapmak için eritilebilir, ancak bunun elde edilebileceği sıcaklık yaklaşık 1700o C'dir. Kuma başka kimyasallar ekleyerek, eriyiğin sıcaklığı önemli ölçüde azaltılabilir. Soda külü olarak bilinen sodyum karbonatın (Na2CO3) %75 silika (SiO2) ve %25 sodyum oksit (Na2O) erimiş bir karışımını yapacak miktarda eklenmesi, eriyiğin sıcaklığını yaklaşık 800o C'ye düşürür. Bununla birlikte, bu bileşimin bir bardağı suda çözünür ve su bardağı olarak adlandırılır. Cama stabilite sağlamak için, kalsiyum oksit (CaO) ve magnezyum oksit (MgO) gibi diğer kimyasallara ihtiyaç vardır. CaO ve MgO'nun tanıtılması için hammaddeler, yüksek sıcaklıklarda karbondioksit yayan ve oksitleri camda bırakan karbonatları, kireçtaşı (CaCO3) ve dolomittir (MgCO3).

Borosilikat cam,% 70 -% 80 silika (SiO2) ve% 7 -% 13 bor oksitten (B2O3) az miktarda alkali sodyum oksit (soda) (Na2O) ve alüminyum oksit (AI2O3) ile yapılır. Züccaciye genellikle yüksek sıcaklıklarda su buharı ile tekrar tekrar temasın alkali iyonları süzebileceği laboratuvarlarda kullanılır. Borosilikat camı nispeten düşük bir alkali içeriğine ve sonuç olarak su saldırısına karşı yüksek dirence sahiptir. Borosilikat cam, düşük bir genleşme katsayısına (3.3 x 10 -6 K-1) ve yüksek bir yumuşama noktasına sahip olduğu için olağanüstü termal şok direncine sahiptir. Borosilikat cam için önerilen maksimum çalışma sıcaklığı (kısa süreli) 500oC'dir Borosilikat cam, ışığı spektrumun görünür bölgesinden ve yakın ultraviyole aralığında iletme kabiliyetine sahip iyi optik özelliklere sahiptir. Bu nedenle fotokimyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Termal ve optik özellikleri nedeniyle, yüksek yoğunluklu aydınlatma uygulamaları için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu cam, plastik ve tekstil takviyelerinde kullanılmak üzere cam elyaflarının üretiminde kullanılır - aşağıya bakınız Evde, borosilikat cam, soba gereçleri ve Pyrex gibi diğer ısıya dayanıklı ev eşyaları şeklinde bilinir. Bu maddeler genellikle 250oC'ye kadar olan sıcaklıklarda kullanılır. Borosilikat cam, su, asitler, tuz çözeltileri, halojenler ve organik çözücülerin saldırısına karşı çok yüksek bir dirence sahiptir. Ayrıca alkalilere karşı orta derecede dirence sahiptir. Sadece hidroflorik asit, sıcak konsantre fosforik asit ve güçlü alkaliler camın önemli ölçüde korozyonuna neden olur. Bu nedenle bu cam kimyasal tesislerde ve laboratuvar ekipmanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Camın büyük bir içsel gücü vardır. Sadece günlük cama kırılgan itibarını veren yüzey kusurları ile zayıflar. Özel bir yüzey işlemi, yüzey kusurlarının etkilerini en aza indirebilir. Camın pratik çekme mukavemeti yaklaşık 27MPa ila 62MPa'dır. Bununla birlikte, cam son derece yüksek basınç streslerine dayanabilir. Bu nedenle, cam kırılmasının çoğu çekme mukavemetinin başarısızlığından kaynaklanmaktadır. Camın zayıf çekme mukavemetinin nedeni, genellikle yerel stres konsantrasyonları oluşturan mikroskobik çatlaklarla kaplanmasıdır. Cam, ortaya çıkan yüksek lokal gerilmeleri azaltacak mekanizmalara sahip değildir ve bu nedenle hızlı kırılgan kırılmaya maruz kalır. Bu sorunu azaltmak/ortadan kaldırmak için iki yöntem vardır: Camın ısıl veya kimyasal işlemi, dış yüzeylerin nispeten yüksek basınç stresi altında olması, yüzeyler arasındaki orta alanın ise çekme stresi altında olması. Bu nedenle çatlaklar "sürekli artık stres tarafından kapalı tutulur ... Sertleştirilmiş / sertleştirilmiş camdır. Camın mukavemeti bu yöntemle 10 kata kadar artırılabilir. Cam yüzeylerin çatlamamasını ve camın kullanım sırasında yüzeyi çizebilecek şeylerle mekanik temas etmemesini sağlar. Yüzey kusurları olmadan yapılan camların mukavemet değeri vardır