Боросилікатне скло: характеристики, виробництво і застосування

Наділення традиційних матеріалів особливими характеристиками давно стало поширеною практикою. Вироби з покращеними властивостями хімічного захисту, підвищеної жароміцністю і твердістю використовуються в енергетиці, машинобудуванні, виробництві будматеріалів і в інших сферах. При цьому не залишаються без уваги і вузькі області застосування тих же вогнетривких виробів. Так, в медицині широко використовується боросилікатне скло, посуд з якого відрізняється зручністю в застосуванні і чималим спектром захисних властивостей.

Склад скла

Техніко-фізичні якості матеріалів визначаються двома чинниками – технікою обробки в процесі виробництва і компонентами первинної елементної бази. За великим рахунком дане скло є представником групи звичайних силікатних матеріалів, основу яких складають оксиди. Це базовий перелік компонентів, в числі яких вуглекислий натрій, кварцовий пісок і оксид кальцію, то є вапняк. При цьому боросилікатне скло відрізняється присутністю в складі і ще одного елемента, який визначив багато в чому нестандартні якості структури. У загальний силікатна склад додається оксид бору, який і забезпечує стійкість скла до температурних перепадів. Звичайно, на цьому складу сучасних стекол не обмежується, оскільки технологи модифікують набори елементів, орієнтуючись на конкретні вимоги до кінцевих виробів.

Технологія виготовлення скла

В цілому методика виготовлення боросилікатного матеріалу схожа з технологією виробництва звичайних стекол. У процесі варіння основного розплаву задіюються пічні агрегати з температурою понад 1300?C. Рідка маса формується на спеціальних металевих панелях. По техніці флоат-процес проводиться боросилікатне скло листове з заданими розмірами. Особливість цього методу полягає в тому, що отримані листи не нарізаються і взагалі не коригуються, а в готовій формі використовуються кінцевим споживачем.


З таких стекол надалі компонуються склопакети, двері, а в деяких випадках і протипожежні перегородки. Чимала частка виробництв, що займаються випуском таких стекол, орієнтується на виготовлення готової посуду. Це можуть бути пробірки, судини, чаші та інші предмети, застосовувані в медицині та технічному забезпеченні дослідних центрів. На спеціальному обладнанні виконується механічна різка і полірування злитків, з яких в подальшому виходить лабораторний посуд зі скла в різних формах. Власне, головною відмінністю виготовлення даного матеріалу від звичайних силікатних аналогів є організація робочого процесу в умовах більш високої температури.

Основні характеристики скла

Скло такого типу вигідно за багатьма властивостями та експлуатаційними характеристиками. В першу чергу це широкий температурний діапазон навколишнього середовища, в якій може використовуватися скло. У стандартному виконанні матеріал витримує мороз до -80 ? c і жар на рівні 525?C. З точки зору експлуатації в лабораторних умовах на перше місце виходить вже стійкість до хімічних впливів. Саме такими якостями наділяється медична пробірка. Боросилікатного скла з його інертністю достатньо, щоб користувач міг надійно уберегти вміст від кислот, солей, лугів і органічних сполук. Відзначається і механічна стійкість даного матеріалу. Оскільки коефіцієнт щільності у боросиликатной основи вище, ніж у силікатних стекол, вона краще захищена від ризику фізичних ушкоджень. Крім того, сильні теплові впливу не руйнують поверхню скла на дрібні фрагменти, а лопають панелі, у яких утворюються тупі і безпечні краї.

Типорозміри і формат випуску

Спеціалізована посуд зазвичай випускається під замовлення лабораторій і медичних підприємств. Однак виробництво листових матеріалів передбачає деякі стандарти випуску. Зокрема, по товщині скляна панель може мати 6-12 мм. При цьому похибка зазвичай не перевищує 03 мм. Максимальний формат, в якому проводиться термостійке скло листове, представлений типорозміром 150х300 див. Але, знову ж таки, за спецзамовленням багато підприємств при наявності технологічної можливості розширюють і ці параметри виготовлення. Що стосується мінімальних значень, то прийнято вважати формат 10х10 см найбільш дрібною одиницею випуску такого скла.

Сфери застосування

Як вже зазначалося, характеристики матеріалу найкращим чином підходять для застосування в лабораторіях, оснащення медичних кабінетів і т. д. Для таких цілей виробники випускають колби, судини, пробірки та інші вироби. Вакуумна трубка боросилікатного скла, крім особливих фізичних характеристик, має і конструкційну особливість. Хоча зовні може здатися, що це одна трубка, насправді їх дві і вони створюють вакуум. Знаходить своє застосування і листове скло такого типу. Його зазвичай застосовують в якості перегородок, в оптичній техніці і при оснащенні приміщень захисними бар'єрами.

Протипожежне боросилікатне скло

Якості пожежостійкості цінуються особливо високо – одна з ключових характеристик боросилікатного матеріалу. Виробники випускають спеціальні панелі для скління і влаштування дверних і віконних полотен з підвищеними захисними якостями. При цьому, наприклад, спайдерне скління відрізняється не тільки вогнетривкими властивостями, але і механічною стійкістю. У комплектації типових пластикових віконних систем також застосовується термостійке скло, що забезпечує тепловий захист. Отримують поширення та вогнетривкі матеріали для оформлення стельових і підлогових поверхонь.

Обмеження по використанню скла

Незважаючи на широкий набір вигідних техніко-експлуатаційних властивостей, боросиликатние вироби мають і деякі обмеження по використанню. Що стосується взаємодії з відкритим полум'ям, то матеріал здатний утримувати вогонь не більше години. Цей нюанс не дозволяє застосовувати таке скло в приміщеннях з підвищеними вимогами до пожежної безпеки. Є й обмеження для інших сфер застосування. Зокрема, лабораторний посуд із скла не витримує контактів з плавиковими і фтороводородними кислотами. Негативно впливає на пробірки з колбами і їдкий луг, вплив якої підкріплюється високою температурою. Сам по собі екстремальний температурний режим не руйнує скло, але різкі перепади не дозволяють матеріалу своєчасно адаптувати структуру.

Висновок

Боросиликатние скляні вироби не варто розглядати як спеціальний матеріал для цілеспрямованої захисту від хімічних впливів і вогню. Можна сказати, що це другорядні і навіть допоміжні характеристики, якими для підвищення практичності наділяються традиційні вироби. Тим не менш боросилікатне скло, крім захисних якостей, зберігає і такі властивості, як прозорість і світлопропускна здатність. Тому поєднання механічної стійкості, вогнестійкості і світлопрозорості дозволяє розглядати матеріал, в якості унікального. Принаймні, такою є лабораторний посуд, яка, крім названих характеристик, також володіє оптимальною інертністю.