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硼硅酸盐玻璃是什么?硼硅玻璃用途

发布时间:2021/7/12

硼硅酸盐玻璃是什么?硼硅玻璃用途

硼硅酸盐玻璃是一种特殊形式的玻璃,在其制造过程中使用硼酸作为成分。添加元素硼的结果是一种非常耐热冲击的玻璃,其热膨胀系数比普通硅酸盐玻璃低得多。在本文中,将对硼硅玻璃进行综述,包括其发展、特性和用途。

一、硼硅玻璃的发展

早在1882年,一位名叫OttoSchott的德国化学家就对尝试制造玻璃的方法很感兴趣,这种玻璃能够承受温度的突然变化或暴露在不均匀的温度下而不会破碎。那一年,他的发现开创了硼硅玻璃。Schott发现在玻璃制造过程中添加元素硼会产生耐热形式的玻璃。

硼硅玻璃

后来康宁玻璃化学家WCTaylor和EugeneSullivan的工作完善了OttoSchott的工作,并扩展了硼硅酸盐玻璃的耐高温性能。由于这些创新,定制玻璃制造得到了发展,现在有超过一百万种不同的玻璃配方,可以通过提高玻璃的所需物理和机械性能来针对特定产品需求进行定制。

也许硼硅酸盐玻璃最著名的应用来自康宁玻璃公司的进一步研究。1914年加入公司后,物理学家JesseLittleton的任务是测试和评估新创建的玻璃配方的物理特性。在他妻子的陶瓷砂锅不小心破裂后,她建议也许这种新开发的耐热玻璃可能被证明是一种有用的烘焙产品。在她通过在利特尔顿带回家的样品玻璃容器中烤蛋糕来测试这个概念之后,硼硅玻璃的新用途诞生了——玻璃炊具。康宁玻璃推出了一系列名为Pyrex®[1]的产品,该产品多年来一直使用硼硅酸盐玻璃生产。

二、硼硅玻璃的特性

硼硅酸盐玻璃通常具有耐化学性,但也许其最显着的物理特性是其低热膨胀系数,这解释了为什么玻璃能够在温度突然快速变化的情况下抵抗破碎。玻璃通常是热的不良导体,因此当您将热玻璃浸入冷水中时,玻璃的外部会迅速冷却,而内部则不会。由温差引起的应力会导致玻璃破碎。

对于硼硅玻璃,在配方中添加硼酸(H3BO3)会导致玻璃的热膨胀系数较低,这意味着当玻璃被加热或冷却时,它不会膨胀或收缩得非常大很多。这种尺寸稳定性使硼硅玻璃能够承受快速和极端的温度变化而不会破裂。

玻璃加工

硼硅玻璃的化学成分通常由大约81%的二氧化硅(SiO2)和13%的三氧化硼(B2O3)以及较低浓度的氧化钠和氧化铝组成。(请注意,氧化硼的浓度可能会有所不同,通常为5-13%)。硼元素为玻璃提供了尺寸稳定性,因此材料不会随着暴露温度的变化而收缩或生长。

三、硼硅玻璃哪里有

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