Borosilikatno steklo: značilnosti, proizvodnja in uporaba

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Dajanje posebnih značilnosti tradicionalnim materialom je že dolgo običajna praksa. Izdelki z izboljšanimi lastnostmi kemične zaščite, povečano toplotno odpornostjo in trdoto se uporabljajo v energetiki, strojništvu, proizvodnji gradbenih materialov in drugih področjih. Hkrati ozka področja uporabe istih ognjevarnih izdelkov ne ostanejo brez pozornosti. Tako se v medicini široko uporablja borosilikatno steklo, katerega posode so enostavne za uporabo in imajo veliko zaščitnih lastnosti.

Steklena kompozicija

Tehnične in fizične lastnosti materialov določata dva dejavnika – tehnika obdelave v proizvodnem procesu in sestavni deli primarne elementarne baze. Na splošno je to steklo predstavnik skupine običajnih silikatnih materialov, ki temeljijo na oksidih. To je osnovni seznam komponent, vključno z natrijevim karbonatom, kremenovim peskom in kalcijevim oksidom, torej apnencem. Hkrati borosilikatno steklo odlikuje prisotnost v sestavi še enega elementa, ki je v veliki meri določil nestandardne lastnosti strukture. Splošni silikatni sestavi je dodan borov oksid, ki zagotavlja odpornost stekla natemperaturna nihanja. Seveda sestava sodobnih očal ni omejena na to, saj tehnologi spreminjajo sklope elementov, pri čemer se osredotočajo na posebne zahteve za končne izdelke.

Tehnologija stekla

Na splošno je proizvodna tehnika borosilikatnega materiala podobna proizvodni tehnologiji običajnega stekla. V procesu kuhanja glavne taline se uporabljajo peči s temperaturo nad 1300ºC. Tekoča masa je oblikovana na posebnih kovinskih ploščah. Po tehniki float procesa se izdeluje pločevinasto borosilikatno steklo z določenimi dimenzijami. Posebnost te metode je, da se dobljeni listi sploh ne razrežejo in ne popravijo, ampak jih končni uporabnik uporabi v končni obliki.

Iz takih stekel se dodatno sestavljajo okna z dvojno zasteklitvijo, vrata, v nekaterih primerih pa tudi ognjevarne predelne stene. Velik delež industrij, ki se ukvarjajo s proizvodnjo tovrstnih kozarcev, je usmerjen v izdelavo končnih jedi. To so lahko epruvete, posode, sklede in drugi predmeti, ki se uporabljajo v medicini in tehnični podpori raziskovalnih centrov. Na posebni opremi se izvaja mehansko rezanje in poliranje ingotov, iz katerih se naknadno pridobiva laboratorijska steklena posoda v različnih oblikah. Pravzaprav je glavna razlika med izdelavo tega materiala in običajnimi silikatnimi analogi organizacija delovnega toka pri višji temperaturi.

Ključne funkcijesteklo

Steklo te vrste je koristno v številnih lastnostih in lastnostih delovanja. Najprej je to širok temperaturni razpon okolja, v katerem se lahko uporablja steklo. Standardno zdrži zmrzal do -80ºC in segrevanje do 525ºC. Z vidika delovanja v laboratorijskih pogojih je na prvem mestu odpornost na kemične vplive. Prav te lastnosti so obdarjene z medicinsko epruveto. Borosilikatno steklo je s svojo inertnostjo dovolj, da uporabnik zanesljivo zaščiti vsebino pred kislinami, solmi, alkalijami in organskimi spojinami. Opažena je tudi mehanska stabilnost tega materiala. Ker je faktor gostote borosilikatne podlage višji kot pri silikatnih steklih, je bolje zaščiten pred tveganjem fizičnih poškodb. Poleg tega močni toplotni učinki ne uničijo steklene površine na drobne drobce, temveč počijo plošče, ki tvorijo tope in varne robove.

Velikosti in oblika izdaje

Specializirana steklena posoda se običajno proizvaja po naročilu laboratorijev in medicinskih podjetij. Vendar proizvodnja pločevinastih materialov predvideva nekatere standarde sproščanja. Zlasti je lahko debelina steklene plošče 6-12 mm. V tem primeru napaka običajno ne presega 0,3 mm. Največji format, v katerem se proizvaja toplotno odporno steklo, predstavlja velikost 150x300 cm. Toda spet po posebnem naročilu mnoga podjetja, če je tehnološko mogoče, razširijo te parametreproizvodnja. Kar zadeva minimalne vrednosti, je običajno, da se za najmanjšo enoto proizvodnje takega stekla šteje format 10x10 cm.

Območja uporabe

Kot smo že omenili, so lastnosti materiala najprimernejše za uporabo v laboratorijih, pri opremljanju zdravstvenih ordinacij itd. V te namene proizvajalci proizvajajo bučke, posode, epruvete in druge izdelke. Vakuumska cev iz borosilikatnega stekla ima poleg posebnih fizikalnih lastnosti tudi oblikovno značilnost. Čeprav se navzven morda zdi, da je to ena cev, v resnici sta dve in tvorita vakuum. Tudi tovrstno steklo najde svojo uporabo. Običajno se uporablja kot predelne stene, v optični tehnologiji in pri opremljanju prostorov z zaščitnimi pregradami.

Ognjevarno borosilikatno steklo

Izjemno cenjene so lastnosti požarne odpornosti - ena ključnih lastnosti borosilikatnega materiala. Proizvajalci proizvajajo posebne plošče za zasteklitev ter plošče za vrata in okna z izboljšanimi zaščitnimi lastnostmi. Hkrati pa na primer pajkovo zasteklitev ne odlikujejo le ognjeodporne lastnosti, temveč tudi mehanska odpornost. V kompletu standardnih plastičnih okenskih sistemov se uporablja tudi toplotno odporno steklo, ki zagotavlja toplotno zaščito. Vse bolj priljubljeni so tudi ognjeodporni materiali za dekoracijo stropnih in talnih površin.

Omejitve uporabe stekla

Kljub široki paleti ugodnih tehničnih in operativnih lastnosti,borosilikatni izdelki imajo nekatere omejitve pri uporabi. Kar zadeva interakcijo z odprtim ognjem, lahko material zadrži ogenj največ eno uro. Ta odtenek ne dovoljuje uporabe takšnega stekla v prostorih s povečanimi zahtevami glede požarne varnosti. Obstajajo tudi omejitve za druge aplikacije. Zlasti laboratorijska steklena posoda ne prenese stika s fluorovodikovo in fluorovodikovo kislino. Kavstična alkalija, katere učinek je okrepljena z visoko temperaturo, negativno vpliva tudi na epruvete z bučkami. Same po sebi ekstremne temperaturne razmere ne uničijo stekla, vendar nenadne spremembe ne omogočajo materialu, da se pravočasno prilagodi strukturi.

Sklep

Izdelki iz borosilikatnega stekla se ne smejo obravnavati kot poseben material za ciljno kemično in požarno zaščito. Lahko rečemo, da so to sekundarne in celo pomožne lastnosti, s katerimi so tradicionalni izdelki obdarjeni za povečanje praktičnosti. Kljub temu borosilikatno steklo poleg zaščitnih lastnosti ohranja lastnosti, kot so preglednost in prepustnost svetlobe. Zato kombinacija mehanske odpornosti, požarne odpornosti in prosojnosti omogoča, da material obravnavamo kot edinstven. Vsaj takšna je laboratorijska steklena posoda, ki ima poleg zgoraj navedenih lastnosti tudi optimalno inertnost.