Borosilicaatglas

Fysische eigenschappen en chemische gegevens voor borosilicaatglas

Soorten borosilicaatglas

Natronkalkglas

Natronkalkglas is de meest voorkomende (90% van het gemaakte glas) en goedkoopste vorm van glas. Het bevat meestal 60-75% silica, 12-18% frisdrank, 5-12% kalk. Bestandheid tegen hoge temperaturen en plotselinge temperatuurveranderingen is niet goed en de weerstand tegen corrosieve chemicaliën is alleen maar redelijk.

 

 

 

Lood glas

Loodglas heeft een hoog percentage loodoxide (minimaal 20% van de batch). Het is relatief zacht en de brekingsindex geeft een schittering die kan worden benut door te snijden. Het is iets duurder dan natronkalkglas en heeft de voorkeur voor elektrische toepassingen vanwege de uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen. Thermometerbuizen en kunstglas zijn ook gemaakt van lood-alkaliglas, gewoonlijk loodglas genoemd. Dit glas is niet bestand tegen hoge temperaturen of plotselinge temperatuurschommelingen.

Borosilicaatglas

Borosilicaatglas is elk silicaatglas met ten minste 5% booroxide in de samenstelling. Het heeft een hoge weerstand tegen temperatuurveranderingen en chemische corrosie. De kosten van borosilicaat zijn niet zo gemakkelijk te vervaardigen als kalk of loodglas, en niet zo goedkoop als kalk, maar vergeleken met het nut ervan zijn de kosten gematigd. Pijpleidingen, gloeilampen, meekleurende glazen, koplampen met afgedichte straal, laboratoriumgerei en bakgerei zijn voorbeelden van borosilicaatproducten.

Aluminiumsilicaatglas

Aluminosilicaatglas heeft aluminiumoxide in zijn samenstelling. Het is vergelijkbaar met borosilicaatglas, maar het heeft een grotere chemische duurzaamheid en is bestand tegen hogere bedrijfstemperaturen. In vergelijking met borosilicaat zijn aluminosilicaten moeilijker te vervaardigen. Wanneer het wordt gecoat met een elektrisch geleidende film, wordt aluminosilicaatglas gebruikt als weerstanden voor elektronische schakelingen.

Zesennegentig procent silicaglas

Zesennegentig procent silicaglas is borosilicaatglas, gesmolten en gevormd met conventionele middelen, en vervolgens verwerkt om bijna alle niet-silicaatelementen uit het stuk te verwijderen. Door opnieuw te verwarmen tot 1200 graden worden de resulterende poriën geconsolideerd. Dit glas is bestand tegen hitteschokken tot 900 graden.

Gesmolten silicaglas

Gesmolten silicaglas is puur siliciumdioxide in niet-kristallijne toestand. Het is erg moeilijk te vervaardigen en daarom is het de duurste van alle glazen. Het kan gedurende korte perioden bedrijfstemperaturen tot 1200 graden aanhouden. (zie: Glas en de Space Orbiter)

 

Het contrast begrijpen: borosilicaatglas en natronkalkglas

Toepassing van borosilicaatglas

Laboratorium glaswerk
De hoge maatvastheid en het vermogen om tegelijkertijd blootstelling aan verschillende temperaturen te verdragen, maken borosilicaatglas tot een natuurlijke materiaalkeuze waaruit laboratoriumglaswerk, ook wel labware genoemd, wordt gemaakt. Petrischalen, microscoopglaasjes, flessen, bekers, kolven, reageerbuizen, trechters en meetinstrumenten zoals maatcilinders zijn allemaal veelvoorkomende voorbeelden. Naast de gunstige thermische eigenschappen is borosilicaatglas zeer resistent en niet-reactief tegen de meeste chemicaliën.

Wetenschappelijke lenzen en hete spiegels
Borosilicaatglas kan worden gegoten in optische componenten met hoge precisie, zoals lenzen voor gebruik in telescopen en andere optische precisie-apparaten. De lage thermische uitzettingscoëfficiënt voor borosilicaatglas betekent dat de optische eigenschappen van de lenzen stabiel zullen zijn bij temperatuurveranderingen, aangezien de glazen lens zijn afmetingen niet significant zal veranderen. Het glas is ook ideaal voor gebruik in hete spiegels die infrarood licht reflecteren.

Bakvormen en kookgerei
Een van de eerste en meest voorkomende toepassingen is het maken van huishoudelijk kookgerei en bakvormen. Dankzij de thermische eigenschappen van borosilicaatkookgerei kan het van een hete oven naar een koel aanrecht worden getransporteerd zonder angst voor barsten of versplinteren. Het wordt ook gebruikt in producten zoals maatbekers en is veilig voor gebruik in magnetrons en vaatwassers.

Thermische isolatie
De thermische eigenschappen van borosilicaatglas werden gebruikt om de thermische tegels te vervaardigen die de space shuttle beschermden tegen de hitte van het terugkeren in de atmosfeer van de aarde.

Verlichtingsproducten met hoge intensiteit
Podiumlampen en verlichtingsproducten die in de filmindustrie worden gebruikt, maken gebruik van lenzen van borosilicaatglas, omdat deze lampen hoge temperaturen kunnen bereiken als ze urenlang continu branden. Andere lampproducten die gebruik maken van hoge-intensiteitsontlading (HID), zoals kwikdamplampen of metaalhalogenidelampen, zullen gebruik maken van borosilicaatlenzen of buitenomhulsels.

Kijkglas
Bij industriële processen maken tanks gebruik van kijkglazen die vaak zijn vervaardigd uit borosilicaatglas. Met deze kijkglazen is visuele monitoring van stoffen en processen mogelijk, zonder dat de tank of het opslagvat hoeft te worden geopend en zonder het proces te onderbreken.

Buitenlenzen van vliegtuigen
De buitenlampen in een vliegtuig maken gebruik van lenzen van borosilicaatglas vanwege de heldere optische eigenschappen (doorlaatbaarheid) en het vermogen om bestand te zijn tegen het temperatuurverschil dat wordt ervaren tijdens vluchten op grote hoogte. Figuur 1 hieronder toont een voorbeeld van de optische transmissie-eigenschappen van één type borosilicaatglas. Let op de zeer vlakke prestaties over het volledige golflengtespectrum van 300 – 1200 nm.