Thủy tinh Borosilicate

Tính chất vật lý và dữ liệu hóa học của thủy tinh Borosilicate

Các loại thủy tinh Borosilicate

Ly soda chanh

Thủy tinh vôi soda là loại thủy tinh phổ biến nhất (90% thủy tinh được sản xuất) và là loại thủy tinh rẻ nhất. Nó thường chứa 60-75% silica, 12-18% soda, 5-12% vôi. Khả năng chịu nhiệt độ cao và thay đổi nhiệt độ đột ngột là không tốt và khả năng chống lại các hóa chất ăn mòn chỉ ở mức trung bình.

 

 

 

Chì thủy tinh

Thủy tinh chì có tỷ lệ chì oxit cao (ít nhất 20% lô). Nó tương đối mềm và chiết suất của nó mang lại độ sáng chói có thể được khai thác bằng cách cắt. Nó đắt hơn một chút so với thủy tinh soda-vôi và được ưa chuộng cho các ứng dụng điện vì đặc tính cách điện tuyệt vời của nó. Ống nhiệt kế và kính nghệ thuật cũng được làm từ thủy tinh chì-kiềm, thường gọi là thủy tinh chì. Loại kính này sẽ không chịu được nhiệt độ cao hoặc thay đổi nhiệt độ đột ngột.

Thủy tinh borosilicat

Thủy tinh Borosilicate là bất kỳ loại thủy tinh silicat nào có ít nhất 5% oxit boric trong thành phần của nó. Nó có khả năng chống thay đổi nhiệt độ và ăn mòn hóa học cao. Không hoàn toàn thuận tiện để chế tạo như vôi hoặc thủy tinh chì và cũng không có chi phí thấp như vôi, chi phí của borosilicate là vừa phải khi so sánh với tính hữu dụng của nó. Đường ống, bóng đèn, kính quang điện, đèn pha chùm kín, đồ dùng trong phòng thí nghiệm và đồ nướng là những ví dụ về các sản phẩm borosilicate.

Thủy tinh nhôm silicat

Thủy tinh aluminosilicate có oxit nhôm trong thành phần của nó. Nó tương tự như thủy tinh borosilicate nhưng có độ bền hóa học cao hơn và có thể chịu được nhiệt độ hoạt động cao hơn. So với borosilicate, aluminosilicates khó chế tạo hơn. Khi được phủ một lớp màng dẫn điện, thủy tinh aluminosilicate được sử dụng làm điện trở cho mạch điện tử.

Thủy tinh silic chín mươi sáu phần trăm

Thủy tinh silica 96% là thủy tinh borosilicate, được nấu chảy và tạo hình bằng các phương pháp thông thường, sau đó được xử lý để loại bỏ gần như tất cả các thành phần không silicat khỏi mảnh. Bằng cách hâm nóng đến 1200 độ, các lỗ chân lông thu được sẽ được củng cố. Loại kính này có khả năng chống sốc nhiệt lên tới 900 độ.

Thủy tinh silica nung chảy

Thủy tinh silica nung chảy là silicon dioxide tinh khiết ở trạng thái không kết tinh. Nó rất khó chế tạo nên nó đắt nhất trong số các loại kính. Nó có thể duy trì nhiệt độ hoạt động lên tới 1200 độ trong thời gian ngắn. (xem: Thủy tinh và tàu quỹ đạo không gian)

 

Tìm hiểu sự tương phản: Thủy tinh Borosilicate và Thủy tinh Vôi Soda

Ứng dụng của thủy tinh Borosilicate

Dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm
Độ ổn định kích thước cao và khả năng chịu được tiếp xúc với các nhiệt độ khác nhau cùng lúc làm cho thủy tinh borosilicate trở thành sự lựa chọn vật liệu tự nhiên để tạo ra dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm, còn được gọi là dụng cụ thí nghiệm. Đĩa Petri, kính hiển vi, chai, cốc thủy tinh, bình cầu, ống nghiệm, phễu và dụng cụ đo lường như bình chia độ đều là những ví dụ phổ biến. Bên cạnh các đặc tính nhiệt thuận lợi, thủy tinh borosilicate còn có khả năng chịu nhiệt rất cao và không phản ứng với hầu hết các hóa chất.

Thấu kính khoa học và gương nóng
Thủy tinh Borosilicate có thể được đúc thành các bộ phận quang học có độ chính xác cao như thấu kính để sử dụng trong kính thiên văn và các thiết bị quang học có độ chính xác khác. Hệ số giãn nở nhiệt thấp của thủy tinh borosilicat có nghĩa là tính chất quang học của thấu kính sẽ ổn định khi thay đổi nhiệt độ vì thấu kính thủy tinh sẽ không thay đổi đáng kể kích thước của nó. Loại kính này cũng lý tưởng để sử dụng làm gương nóng phản chiếu ánh sáng hồng ngoại.

Dụng cụ làm bánh và nấu nướng
Một trong những ứng dụng đầu tiên và phổ biến nhất của nó là tạo ra các dụng cụ nấu ăn và dụng cụ làm bánh trong gia đình. Đặc tính nhiệt của dụng cụ nấu borosilicate cho phép vận chuyển nó từ lò nóng đến mặt bàn nguội mà không sợ bị nứt hoặc vỡ. Nó cũng được sử dụng trong các sản phẩm như cốc đo lường và an toàn khi sử dụng trong lò vi sóng và máy rửa chén.

Vật liệu cách nhiệt
Các đặc tính nhiệt của thủy tinh borosilicate được sử dụng để chế tạo các tấm cách nhiệt bảo vệ tàu con thoi khỏi sức nóng khi quay trở lại bầu khí quyển trái đất.

Sản phẩm chiếu sáng cường độ cao
Đèn sân khấu và các sản phẩm chiếu sáng được sử dụng trong ngành điện ảnh sử dụng thấu kính thủy tinh borosilicate, vì những đèn này có thể đạt nhiệt độ cao khi hoạt động liên tục trong nhiều giờ liền. Các sản phẩm đèn khác sử dụng phóng điện cường độ cao (HID), chẳng hạn như đèn hơi thủy ngân hoặc đèn halogen kim loại, sẽ sử dụng thấu kính borosilicat hoặc vỏ bọc bên ngoài.

Kính ngắm
Trong quy trình công nghiệp, xe tăng sử dụng kính quan sát thường được chế tạo từ thủy tinh borosilicate. Những kính quan sát này cho phép theo dõi trực quan các chất và quá trình mà không cần phải mở bể hoặc bình chứa và không làm gián đoạn quá trình.

Ống kính bên ngoài máy bay
Đèn bên ngoài trên máy bay sử dụng thấu kính thủy tinh borosilicate do đặc tính quang học rõ ràng (khả năng truyền) và khả năng chịu được sự chênh lệch nhiệt độ trong chuyến bay ở độ cao lớn. Hình 1 dưới đây cho thấy một ví dụ về đặc tính truyền quang của một loại thủy tinh borosilicat. Lưu ý hiệu suất rất phẳng trên toàn bộ phổ bước sóng từ 300 – 1200 nm.