Borosilikatno staklo: karakteristike, proizvodnja i primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Davanje posebnih karakteristika tradicionalnim materijalima odavno je uobičajena praksa. Proizvodi sa poboljšanim svojstvima hemijske zaštite, povećanom otpornošću na toplotu i tvrdoćom koriste se u energetici, mašinstvu, proizvodnji građevinskih materijala i drugim oblastima. Istovremeno, 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.

Kompozicija stakla

Tehničke i fizičke kvalitete materijala određuju dva faktora – tehnika obrade u procesu proizvodnje i komponente primarne elementarne baze. Uglavnom, ovo staklo je predstavnik grupe konvencionalnih silikatnih materijala, koji se temelje na oksidima. Ovo je osnovna lista komponenti, uključujući natrijum karbonat, kvarcni pesak i kalcijum oksid, odnosno krečnjak. Istovremeno, borosilikatno staklo odlikuje se prisustvom u sastavu još jednog elementa, koji je u velikoj mjeri odredio nestandardne kvalitete strukture. Borov oksid se dodaje općoj silikatnoj kompoziciji, što osigurava otpornost stakla natemperaturne fluktuacije. Naravno, sastav modernih naočala nije ograničen na ovo, jer tehnolozi modificiraju setove elemenata, fokusirajući se na specifične zahtjeve za krajnje proizvode.

Tehnologija stakla

Uopšteno govoreći, tehnika proizvodnje borosilikatnog materijala je slična tehnologiji proizvodnje konvencionalnog stakla. U procesu kuhanja glavne taline koriste se peći s temperaturom većom od 1300ºC. Tečna masa se oblikuje na posebnim metalnim pločama. Prema tehnici float procesa proizvodi se lim od borosilikatnog stakla određenih dimenzija. Posebnost ove metode je da se dobijeni listovi ne režu i ne koriguju uopšte, već ih krajnji korisnik koristi u gotovom obliku.

Od ovakvih stakala dalje se sklapaju prozori, vrata, au nekim slučajevima i vatrostalne pregrade. Veliki dio industrija uključenih u proizvodnju takvih čaša fokusiran je na proizvodnju gotovog posuđa. To mogu biti epruvete, posude, zdjelice i drugi predmeti koji se koriste u medicini i tehničkoj podršci istraživačkih centara. Na specijalnoj opremi vrši se mehaničko rezanje i poliranje ingota iz kojih se naknadno dobija laboratorijsko stakleno posuđe u različitim oblicima. Zapravo, glavna razlika između proizvodnje ovog materijala i konvencionalnih silikatnih analoga je organizacija radnog toka na višoj temperaturi.

Ključne karakteristikestaklo

Staklo ove vrste je korisno u mnogim svojstvima i karakteristikama performansi. Prije svega, ovo je širok raspon temperatura okoline u kojoj se staklo može koristiti. Standardno, materijal podnosi mraz do -80ºC i toplotu do 525ºC. Sa stanovišta rada u laboratorijskim uslovima, otpornost na hemijske uticaje je na prvom mestu. Upravo te kvalitete obdaruje medicinska epruveta. Borosilikatno staklo je svojom 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 toplotni efekti ne razaraju staklenu površinu u sitne fragmente, već pucaju na panele, koji formiraju tupe i sigurne ivice.

Veličine i format izdanja

Specijalizovano stakleno posuđe se obično proizvodi po nalogu laboratorija i medicinskih preduzeća. Međutim, proizvodnja pločastih materijala predviđa neke standarde oslobađanja. Konkretno, debljina staklene ploče može biti 6-12 mm. U ovom slučaju, greška obično ne prelazi 0,3 mm. Maksimalni format u kojem se proizvodi staklo otporno na toplotu predstavljen je veličinom od 150x300 cm. Ali, opet, po posebnoj narudžbi, mnoga preduzeća, 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 su najprikladnije za upotrebu u laboratorijama, opremanju medicinskih ordinacija itd. U te svrhe proizvođači proizvode tikvice, posude, epruvete i druge proizvode. Vakumska cijev od borosilikatnog stakla, osim posebnih fizičkih karakteristika, ima i dizajnersku karakteristiku. Iako se spolja može činiti da je ovo jedna cijev, u stvari ih ima dvije i čine vakuum. Limasto staklo ove vrste također nalazi svoju primjenu. Obično se koristi kao pregrade, u optičkoj tehnici i pri opremanju prostorija zaštitnim barijerama.

Vatrootporno borosilikatno staklo

Posebno su cijenjene kvalitete vatrootpornosti - jedna od ključnih karakteristika borosilikatnog materijala. Proizvođači proizvode specijalne ploče za zastakljivanje i panele za vrata i prozore sa poboljšanim zaštitnim kvalitetima. U isto vrijeme, na primjer, paukovo staklo odlikuje se ne samo vatrootpornim svojstvima, već i mehaničkom otpornošću. U kompletnom setu standardnih plastičnih prozorskih sistema koristi se i staklo otporno na toplinu, koje pruža toplinsku zaštitu. Vatrootporni materijali za ukrašavanje stropnih i podnih površina također postaju sve popularniji.

Ograničenja upotrebe stakla

Uprkos širokom spektru povoljnih tehničkih i operativnih svojstava,borosilikatni proizvodi imaju određena ograničenja u njihovoj upotrebi. Što se tiče interakcije s otvorenim plamenom, materijal može zadržati vatru ne više od sat vremena. Ova nijansa ne dopušta upotrebu takvog stakla u prostorijama s povećanim zahtjevima za sigurnost od požara. Postoje i ograničenja za druge aplikacije. Konkretno, laboratorijsko stakleno posuđe ne podnosi kontakt sa fluorovodoničnom i fluorovodoničnom kiselinom. Kaustična alkalija, čiji je učinak pojačan visokom temperaturom, također negativno utječe na epruvete sa tikvicom. Sami po sebi ekstremni temperaturni uslovi ne uništavaju staklo, ali nagle promjene ne dozvoljavaju materijalu da se na vrijeme prilagodi strukturi.

Zaključak

Proizvode od borosilikatnog stakla ne treba smatrati posebnim materijalom za ciljanu hemijsku i protivpožarnu 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 kvaliteta, zadržava svojstva kao što su prozirnost i propustljivost svjetlosti. Stoga, kombinacija mehaničke otpornosti, otpornosti na vatru i prozirnosti omogućava nam da materijal smatramo jedinstvenim. Barem je to laboratorijsko stakleno posuđe koje pored navedenih karakteristika ima i optimalnu inertnost.