Общие сведения о боросиликатном стекле

Наверняка вам не раз приходилось слышать об уникальных свойствах жаропрочных стекол, которые в наши дни используют практически повсеместно - и в быту, и в промышленности, и в медицине, и в энергетике. На самом деле, говоря о жаропрочных стеклах, мы имеем в виду так называемые боросиликатные стекла.

Что собой представляет боросиликатное стекло?

Боросиликатное стекло - это особый вид силикатных (обычных) стекол, в который помимо основных компонентов (окислов): кварцевого писка (оксид кремния), углеродистого натрия (соды) и известняка (оксида кальция) - добавлен оксид бора (В2О3). Отсюда и название: боро+силикатные.

Именно благодаря оксиду бора стекло становится устойчивым как к низким (до -80 градусов по Цельсию), так и к высоким температурам (температура размягчения составляет 525 градусов по Цельсию) и приобретает определенную инертность ко многим химических веществам: кислотам, солям, щелочам и большинству органических соединений. Есть всего 4 вещи, которых "боится" боросиликат:

•    плавиковая/фтороводородная кислота
•    концентрат фосфорной кислоты;
•    концентрированная едкая щелочь в совокупности с высокой температурой;
•    резкие перепады температур.

Первое жаропрочное стекло получил в XIX веке немец и химик по профессии - Фридрих Шотт. Именно он догадался добавить в классическую формулу немного оксида бора. Полученное стекло стало продаваться на рынке под брендом "DURAN". Однако по-настоящему востребованными боросиликаты стали лишь в период первой мировой войны - в 1915 году. Их выпускала фирма "Corning Glass Works" под брендом "Pyrex". До не давнего времени боросиликаты полностью ассоциировались с этой торговой маркой.

Особенности производства и основные свойства материала

Технология изготовления боросиликатов почти ничем не отличается от классического стекла. Для их варки используют специальные печи с диапазоном температур свыше 1300 градусов по Цельсию. Жидкое стекло формуют на расплавленном металле - это так называемый флоат-процесс непрерывного получения листового стекла. Готовый материал не подлежит нарезке, а потому производится сразу определенного размера.

Плотность боросиликатов ниже, чем у обычных - силикатных стекол. При тепловом ударе (например, во время пожара) они не осыпаются на мелкие кусочки, а лопаются и разламываются на крупные элементы с тупыми краями. Вот почему их нередко используют для повышения пожарной безопасности в жилых и коммерческих помещениях.

Чтобы жаропрочное стекло стало пожаропрочным, его необходимо дополнительно нагреть. Из готовых стекол компануют стеклопакеты, двери и даже особые пожарные перегородки - высотой чуть больше двух метров. Боросиликаты способны удерживать огонь в течение часа, при этом, даже при нагреваясь, они сохраняют свою прозрачность. Единственное чем опасны боросиликаты во время пожара - это контактом с кожей, ведь они прекрасно передают тепловое излучение (до 90%).

Кстати, это свойство боросиликатного стекла позволяет использовать их при изготовлением вакуумных поглощающих солнечный свет трубок в водонагревателях, солнечных батареях и пр.

Вакуумная трубка из боросиликаного стекла на самом деле представляет собой не одну, а целых две трубки, надетые одна на другую, между которыми искусственно создается вакуум. Такое расположение позволяет эффективно поглощать тепловое излучение от солнца и сохранять его внутри второй трубки, в то время как вакуум не дает теплу рассеиваться наружу. Теплопотери вакуумных боросиликатных теплоносителей в разы ниже, чем в панельных коллекторах. Более того, вакуумные трубки отлично функционируют и в зимнее время! На сегодняшний день вакуумные трубки наиболее востребованы в развитых западных странах, например, Германии, Англии, Канаде и Китае.

Сферы применения

Помимо вышеперечисленных существует еще множество направлений использования боросиликатов. Это изготовление:

•    медицинских пипеток и пробирок боросиликатного стекла.;
•    стекол для фонарей и ламп;
•    посуды из боросиликатного стекла
•    частей электронагревательных приборов (печек, микроволновок, чайников, плит и пр.)
•    стеклянных инструментов;
•    полупроводников в плазменных телевизорах;

По поводу использования боросиликатов и посуды боросиликатного стекла в быту нередко возникают вопросы. И прежде всего: вредно ли боросиликатное стекло?

Такие вопросы обычно возникают потому, что в сознании людей сидит информация. о вреде и токсичности борной кислоты. Это действительно так - борная кислота накапливается в организме и не выводится почками, в больших количествах она крайне плохо сказывается на здоровье человека.

Однако, как уже было сказано, в боросиликатах используется не борная кислота, а оксид бора, безопасный и часто используемый в виде эфиров. В сочетании с другими элементами он образует химически устойчивую структуру, которая не опасна даже при высоких температурах. Это дает нам все основания сказать, что боросиликатное стекло не вредно и вы смело можете использовать его даже для приготовления пищи детям.

Купить боросиликатное стекло сегодня можно повсеместно, цена на него варьируется 1-10 долларов за килограмм в зависимости от марки и компании-производителя.