Общие сведения о боросиликатном стекле

Среди десятков сортов неорганического стекла особое место занимает боросиликатное, в котором щелочной компонент (оксид натрия) в различном соотношении заменен соединением бора. Эта разновидность отличается высоким процентом песка и В2О3, основные составляющие такого стекла: кремнезем (до 80%), оксид бора (до 13%), оксид натрия и калия (до 4%) и глинозем (до 2%).

Наличие оксида бора позволило уменьшить содержание щелочного металла, не повышая температуру плавления. Впервые такие разновидности стекломатериалов стали производиться с начала 20 века.

Свойства боросиликата

От процентного содержания бора зависят свойства боросиликатного стекла, и они всегда намного универсальнее, чем у других разновидностей:

• •    в 2-5 раз лучше устойчивость к термоудару (до 300 С);
• •    может использоваться от -80 °С до 525 °С – начинает размягчаться только при 820 градусах, но желательно не нагревать выше 600 и охлаждать медленно;
• •    при сильном перепаде температур рассыпается на безопасные кусочки;
• •    коэффициент температурного расширения до 10 раз ниже, чем у кварцевого стекла;
• •    гладкая поверхность;
• •    низкая плотность;
• •    высокая прозрачность;
• •    высокая экологичность;
• •    высокая химическая инертность к большинству классов и соединений - кислото-, щелоче- и водостойкий (1-2 Grade). Также хорошо реагирует на галогены.

Слабые места

Боросиликатное стекло боится только нескольких концентрированных химических реагентов:

• •    фосфорная кислота;
• •    плавиковая;
• •    горячая щелочь.

Боится горячих растворов концентрированных щелочей (с концентрацией около 20%), в других диапазонах концентраций устойчивость этого стекла растет. Даже минимальное понижение температуры и концентрации позволяет использовать этот тип стекла. Как и большинство сортов стекла, боится экстремальных термоперепадов.

Сфера применения

Благодаря уникальному сочетанию свойств, оно широко распространено во всех сферах.

• •    Производство электротехнических деталей: полупроводников и экранов.
• •    Изготовление современной лабораторной посуды. Особенно известно стекло термостойкое боросиликатное компании SIMAX – лабораторные стаканы, колбы, пипетки, мерные цилиндры и т.п..
• •    В теплообменниках - вакуумные и простые трубки для солнечных батарей, водонагревателей. Двухслойная трубка из боросиликатного стекла непревзойденно держит тепло, так как изготовлена из двух труб, между которыми создан вакуум.
• •    В центробежных насосах из него делают рабочие колеса.
• •    Для особых медицинских операций ( генетико- и онкодиагностики) производится в огромно количестве пипетка, пробирка из боросиликатного стекла, экраны и др.
• •    Широко распространены боросиликатные экраны телескопов, рефлекторов, светофильтров, стекол для фонарей.
• •    Очень популярна домашняя посуда, используемая на отрытом огне, заварники и другие изделия.
• •    Незаменима косметическая тара благодаря инертности и эстетическим качествам.
• •    Доступные по цене гитарные слайды также делают из такого прочного стекла.
• •    Невозможно обойтись при производстве запчастей бытовой техники (корпуса электрочайников, дверей микроволновок, поверхностей электроплит).

Многократным экстремальным проверкам подвергались противопожарные стеклопакеты - более часа выдерживают огонь, при этом оставаясь полностью прозрачными, но передают почти 90% всего тепла. Поэтому участники пожара и спасатели могут легко ориентироваться в здании, выбирая наиболее безопасные пути отхождения.

Высокая теплопередача требует осторожности, чтобы не обжечься от самого стекла. Современные стеклопакеты производят прессованием или изготовлением многослойных стеклопакетов с вакуумом между слоями. Благодаря этому, получается уменьшить теплопередачу и увеличить время безопасной эвакуации людей до 120 минут!

Способность лопаться крупными кусками с закругленными краями, делает боросиликатное стекло незаменимым при производстве любых окон, экранов, дверей, столов и аналогичных больших прозрачных поверхностей.

Вредно ли?

Существует ложная теория о том, что боросиликатное стекло вредно, особенно если оно используется в кухонной посуде. Хотя в состав такого стекла входит соединение бора, а точнее, оксид, такой материал является полностью безопасным для применения.

Образуя с оксидом силициума и другими компонентами стекла очень прочную, устойчивую и инертную структуру, оно никак не взаимодействует с содержимым (например, пищей в такой посуде) и никак не вредит здоровью человека. На вопрос «Боросиликатное стекло, вредно ли?» существует только однозначный ответ: «Нет!».

Высокая жаро- и термостойкость позволяет производить огромное количество посуды из боросиликатного стекла, которое выглядит стильно, благодаря прозрачности и блеску, и многогранно используется (готовка в духовке, микроволновке, хранение в холодильниках и др.)

Особенностью производства боросиликатного стекла является тот факт, что готовые изделия чаще всего выливаются цельными, так как материал не режется и не обрабатывается, как более мягкое и доступное щелочное стекло. Этим объясняется массивные, грубоватые формы посуды из этого материала. Экспериментальным путем было выявлено, что оптимальное количество В2О3 находится в пределах 5-13%. При изготовлении лабораторных стаканов, например, производится боросиликатное стекло, соответствующее ГОСТ 25336-82.

Практически все разновидности стекла соответствуют ISO 3583. Более сложный процесс технологичный процесс выпуска изделий обуславливает цену, выше, чем на другое силикатное стекло и составляет 1-10 $/кг и выше.