Borosilikatno staklo: karakteristike, proizvodnja i primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Davanje posebnih karakteristika tradicionalnim materijalima odavno je uobičajena praksa. Proizvodi s poboljšanim svojstvima kemijske zaštite, povećanom otpornošću na toplinu i tvrdoćom koriste se u energetici, strojarstvu, proizvodnji građevinskih materijala i drugim područjima. Istodobno, uska područja primjene istih vatrootpornih proizvoda ne ostaju bez pažnje. Dakle, u medicini se široko koristi borosilikatno staklo, posuđe od kojeg je jednostavno za korištenje i ima značajan raspon zaštitnih svojstava.

Staklena kompozicija

Tehničke i fizičke kvalitete materijala određuju dva čimbenika - tehnika obrade u proizvodnom procesu i komponente primarne elementarne baze. Uglavnom, ovo staklo je predstavnik skupine konvencionalnih silikatnih materijala koji se temelje na oksidima. Ovo je osnovni popis komponenti, uključujući natrijev karbonat, kvarcni pijesak i kalcijev oksid, odnosno vapnenac. Istodobno, borosilikatno staklo odlikuje se prisutnošću u sastavu još jednog elementa, koji je uvelike odredio nestandardne kvalitete strukture. Borov oksid se dodaje općem silikatnom sastavu, što osigurava otpornost stakla natemperaturne fluktuacije. Naravno, sastav modernih naočala nije ograničen na to, budući da tehnolozi modificiraju skupove elemenata, fokusirajući se na specifične zahtjeve za krajnje proizvode.

Tehnologija stakla

Općenito, tehnika proizvodnje borosilikatnog materijala slična je tehnologiji proizvodnje konvencionalnog stakla. U procesu kuhanja glavne taline koriste se peći s temperaturom većom od 1300ºC. Tekuća masa se oblikuje na posebnim metalnim pločama. Prema tehnici float procesa proizvodi se borosilikatno limeno staklo određenih dimenzija. Posebnost ove metode je da se dobiveni listovi ne režu i uopće ne ispravljaju, već ih krajnji korisnik koristi u gotovom obliku.

Od takvih naočala dalje se sklapaju prozori s dvostrukim staklom, vrata, au nekim slučajevima i vatrostalne pregrade. Velik udio industrija uključenih u proizvodnju takvih čaša usmjeren je na proizvodnju gotovih jela. To mogu biti epruvete, posude, zdjelice i drugi predmeti koji se koriste u medicini i tehničkoj podršci istraživačkih centara. Na posebnoj opremi vrši se mehaničko rezanje i poliranje ingota iz kojih se naknadno dobiva laboratorijsko stakleno posuđe u različitim oblicima. Zapravo, glavna razlika između proizvodnje ovog materijala i konvencionalnih silikatnih analoga je organizacija tijeka rada na višoj temperaturi.

Ključne značajkestaklo

Staklo ove vrste je korisno u mnogim svojstvima i karakteristikama izvedbe. Prije svega, to je širok raspon temperatura okoliša u kojem se staklo može koristiti. Standardno, materijal podnosi mraz do -80ºC i toplinu do 525ºC. Sa stajališta rada u laboratorijskim uvjetima, otpornost na kemijske utjecaje je na prvom mjestu. Upravo su te kvalitete obdarene medicinskom epruvetom. Borosilikatno staklo svojom je inertnošću dovoljno da korisnik pouzdano zaštiti sadržaj od kiselina, soli, lužina i organskih spojeva. Zabilježena je i mehanička stabilnost ovog materijala. Budući da je faktor gustoće borosilikatne podloge veći od faktora gustoće silikatnih stakla, ona je bolje zaštićena od rizika od fizičkog oštećenja. Osim toga, jaki toplinski učinci ne razaraju staklenu površinu u male komadiće, već pucaju na panele, koji tvore tupe i sigurne rubove.

Veličine i format izdanja

Specijalizirano stakleno posuđe obično se proizvodi po narudžbi laboratorija i medicinskih poduzeća. Međutim, proizvodnja pločastih materijala predviđa neke standarde oslobađanja. Konkretno, debljina staklene ploče može biti 6-12 mm. U ovom slučaju pogreška obično ne prelazi 0,3 mm. Maksimalni format u kojem se proizvodi staklo otporno na toplinu predstavljen je veličinom od 150x300 cm. Ali, opet, po posebnoj narudžbi, mnoga poduzeća, ako je tehnološki moguće, proširuju ove parametreproizvodnja. Što se tiče minimalnih vrijednosti, uobičajeno je da se format 10x10 cm smatra najmanjom jedinicom proizvodnje takvog stakla.

Područja primjene

Kao što je već napomenuto, karakteristike materijala najprikladnije su za korištenje u laboratorijima, opremanju medicinskih ordinacija itd. U te svrhe proizvođači proizvode tikvice, posude, epruvete i druge proizvode. Vakuumska cijev od borosilikatnog stakla, osim posebnih fizičkih karakteristika, ima i dizajnersku značajku. Iako se izvana može činiti da je ovo jedna cijev, zapravo ih ima dvije i čine vakuum. Svoju primjenu nalazi i lisnato staklo ove vrste. Obično se koristi kao pregrade, u optičkoj tehnologiji i pri opremanju prostorija zaštitnim barijerama.

Vatrootporno borosilikatno staklo

Posebno su cijenjene kvalitete vatrootpornosti - jedna od ključnih karakteristika borosilikatnog materijala. Proizvođači proizvode posebne ploče za ostakljenje i ploče za vrata i prozore s poboljšanim zaštitnim kvalitetama. Istodobno, na primjer, paukovo staklo odlikuje se ne samo vatrootpornim svojstvima, već i mehaničkom otpornošću. U kompletnom setu standardnih plastičnih prozorskih sustava koristi se i staklo otporno na toplinu, koje pruža toplinsku zaštitu. Vatrootporni materijali za ukrašavanje stropnih i podnih površina također su sve popularniji.

Ograničenja upotrebe stakla

Unatoč širokom rasponu povoljnih tehničkih i operativnih svojstava,borosilikatni proizvodi imaju određena ograničenja u korištenju. Što se tiče interakcije s otvorenim plamenom, materijal može zadržati vatru ne više od sat vremena. Ova nijansa ne dopušta korištenje takvog stakla u sobama s povećanim zahtjevima za sigurnost od požara. Također postoje ograničenja za druge aplikacije. Konkretno, laboratorijsko stakleno posuđe ne podnosi kontakt s fluorovodoničnom i fluorovodičnom kiselinom. Kaustična lužina, čiji je učinak pojačan visokom temperaturom, također negativno utječe na epruvete s tikvicom. Ekstremni temperaturni uvjeti sami po sebi ne uništavaju staklo, ali nagle promjene ne dopuštaju materijalu da se na vrijeme prilagodi strukturi.

Zaključak

Proizvodi od borosilikatnog stakla ne bi se trebali smatrati posebnim materijalom za ciljanu kemijsku i protupožarnu zaštitu. Možemo reći da su to sekundarne, pa čak i pomoćne karakteristike kojima su tradicionalni proizvodi obdareni za povećanje praktičnosti. Ipak, borosilikatno staklo, osim zaštitnih svojstava, zadržava svojstva kao što su prozirnost i prijenos svjetlosti. Stoga, kombinacija mehaničke otpornosti, otpornosti na vatru i prozirnosti omogućuje nam da materijal smatramo jedinstvenim. Barem je to laboratorijsko stakleno posuđe koje osim navedenih karakteristika ima i optimalnu inertnost.