історія[редагувати]
Боросилікатне скло вперше було розроблено німецьким склоробомОтто Шоттнаприкінці 19 ст. Отто Шотт також є засновником сучасностіSCHOTT AG, яка продає боросилікатне скло під торговою маркоюДЮРАНз 1893 р. Ще один виробникДЮРАНє група DURAN. післяCorning Glass WorksвведеноPyrexу 1915 році ця назва стала синонімом боросилікатного скла в англомовному світі. Однак боросилікатне скло — це назва сімейства скла, до складу якого входять різні члени, призначені для абсолютно різних цілей. Найбільш поширеним сьогодні є боросилікатне скло 3,3 типу SCHOTTДюраніPyrexзаCorning.
Європейський виробник Pyrex,Арк Інтернешнл, використовує боросилікатне скло у своїй кухонній продукції зі скла Pyrex;[1]однак американський виробник посуду Pyrex використовує загартованенатрієво-вапняне скло.[2]Таким чином, Pyrex може посилатися на вапняно-натрійове скло або боросилікатне скло, обговорюючи кухонний посуд, тоді як Pyrex, Bomex, Duran, TGI та Simax усі посилаються на боросилікатне скло, коли обговорюютьлабораторний посуд. Справжня різниця полягає в торговельній марці та компанії, яка володіє назвою Pyrex. Оригінальний посуд Corning з боросилікатного скла був торговельною маркою великими літерами (PYREX). Коли підрозділ кухонного посуду було продано, торгова марка була змінена на малі літери (пірекс) і перейшла на скло з вапняно-натрієвим розширенням із низьким коефіцієнтом теплового розширення. Дно нового кухонного посуду та старого посуду можна перевірити на негайну різницю.[потрібна цитата]Науковий підрозділ Pyrex завжди використовував боросилікатне скло.[потрібна цитата]
На додаток докварц, карбонат натріюіоксид алюмініютрадиційно використовується у склоробстві,борвикористовується у виробництві боросилікатного скла. Склад боросилікатного скла з низьким коефіцієнтом розширення, такого як згадані вище лабораторні скла, становить приблизно 80 відсотківкремнезем, 13 відсотківоксид бору, 4 відсоткиоксид натріюі 12-13% оксиду алюмінію. Незважаючи на те, що виробництво складніше, ніж традиційне скло, через високу температуру плавлення (Corning провела серйозну реконструкцію своїх операцій для його виробництва), воно економічне у виробництві. Його чудова довговічність, хімічна та термостійкість знаходить чудове застосування вхімічний лабораторіяобладнання, посуд, освітлення та, у деяких випадках, вікна.
Фізичні характеристики[редагувати]
Звичайний тип боросилікатного скла, який використовується для лабораторного посуду, має дуже низький рівеньтеплове розширеннякоефіцієнт (3,3 × 10−6 K−1),[4]приблизно на одну третину від звичайного вапняно-натрієвого скла. Це зменшує навантаження на матеріал, викликані градієнтами температури, що робить боросилікат більш придатним типом скла для певних застосувань (див. нижче).Посуд з плавленого кварцув цьому відношенні навіть краще (має в п'ятнадцять разів менше теплове розширення, ніж вапняно-натрієве скло), однак складність роботи з плавленим кварцом робить кварцовий посуд набагато дорожчим; боросилікатне скло є недорогим компромісом. При цьому більш стійкий дотермічний ударпорівняно з іншими типами скла, боросилікатне скло все ще може тріснути або розбитися під впливом різких або нерівномірних коливань температури. При розбитті боросилікатне скло швидше тріскається на великі шматки, ніж розбивається (воно трісне, а не розколюється).[5]
Theточка розм'якшення(температура, при якійв'язкістьстановить приблизно 107.6 врівноваженість) типу 7740 Pyrex становить 820 градусів (1510 градусів F).[6]
Боросилікатного скла меншещільний(приблизно 2,23 г/см3), ніж типове вапняно-натрієве скло через низьку атомну масу бору.
Різниця температур, яку може витримати боросилікатне скло перед руйнуванням, становить приблизно 165 градусів (329 градусів F). Це добре порівнюється з вапняно-натрієвим склом, яке може витримувати зміну температури лише на 37 градусів (99 градусів F), і тому типовий кухонний посуд із традиційного вапняно-натрієвого скла розіб’ється, якщо посудину з киплячою водою поставити на лід, але Pyrex або інше боросилікатне скло лабораторія не буде.[7]
Оптично боросилікатні склаокуляри корониз низькою дисперсією (Числа Аббеблизько 65) і відносно низькийпоказники заломлення(1,51–1,54 у видимому діапазоні).
Використання[редагувати]
Боросилікатне скло має широкий спектр застосувань, починаючи від кухонного посуду та закінчуючи лабораторним обладнанням, а також є компонентом високоякісних продуктів, таких як імплантованімедичні приладиі прилади, що використовуються в дослідженні космосу
Здоров'я і наука[редагувати]
Крім того, боросилікатні труби використовуються як сировина для виробництвапарентеральнийупаковка ліків, наприклад, флакони та попередньо заповненішприци, так добре якампулиістоматологічні картриджі. Хімічна стійкість боросилікатного скла мінімізує міграцію іонів натрію зі скляної матриці, тому воно добре підходить дляін'єкційно-наркотичнийпрограми. Цей тип скла зазвичай називають USP / EP JP типу I.Практично весь сучасний лабораторний посуд виготовляється з боросилікатного скла. Він широко використовується в цьому застосуванні завдяки своїй хімічній і термічній стійкості та добрій оптичній прозорості, але скло може реагувати згідрид натріюпри нагріванні вироблятиборогідрид натрію, звичайний лабораторний відновник.Плавлений кварцтакож міститься в деякому лабораторному обладнанні, коли потрібна його вища температура плавлення та пропускання ультрафіолетового випромінювання (наприклад, для вкладишів трубчастих печей та УФ-кювет), але вартість і складність роботи з кварцом роблять його надмірним для більшості лабораторного обладнання.
Боросилікат широко використовується в імплантаціїмедичні приладитакі як протези очей, штучні тазостегнові суглоби, кісткові цементи, стоматологічні композитні матеріали (білі пломби)[9]і навіть вгрудні імпланти.
Багато імплантованих пристроїв отримують переваги від унікальних переваг герметизації боросилікатного скла. Програми включаютьветеринарні пристрої стеження, нейростимулятори для лікування епілепсії, імплантовані лікарські насоси, кохлеарні імплантати, фізіологічні датчики.[10]
