Borosilikaattilasi

Borosilikaattilasi
Kenraali
Perinteiset nimet pyrex
Fyysiset ominaisuudet
Tiheys 2,23 g/cm³
Lämpöominaisuudet
Oud. lämpökapasiteetti 830 J/(kg K)
Lämmönjohtokyky 1,2 W/(m K)
Coeff. temp. laajennuksia 3⋅10 −6
Kemiallisia ominaisuuksia
Dielektrisyysvakio 4.6
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin 1.5
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Borosilikaattilasi  - silikaattilasi , jossa raaka-aineen alkaliset komponentit korvataan boorioksidilla (B 2 O 3 ). Se eroaa tavallisesta lasista lisääntyneen lämmönkestävyyden ja lisääntyneen mekaanisten vaurioiden kestävyyden suhteen. Otto Schott syntetisoi ensimmäisen kerran vuonna 1887.

Boorioksidia lisätään optisten lasien koostumukseen vaikuttamaan taitekertoimen riippuvuuden luonteeseen valon aallonpituudesta [1] .

Lämpölaajenemiskerroin

Borosilikaattilasin lämpölaajenemiskerroin on noin kolme kertaa pienempi kuin natriumkalkkilasin. Laseista tämä kerroin on pienempi vain kvartsilasilla (lähes 10 kertaa). Tämä estää lasia halkeilemasta äkillisten lämpötilan muutosten aikana. Tämä määrää myös sen käytön palonsammutusaineena ja muissa tapauksissa, joissa vaaditaan lämpöstabiilisuutta. Koska borosilikaattipohjan tiheyskerroin on suurempi kuin silikaattilasien, se on paremmin suojattu fyysisten vaurioiden riskiltä. Tällä saavutetaan kemiallisen kestävyyden lisääntyminen ja lineaarisen lämpölaajenemiskertoimen lasku  - jopa 3,1⋅10 -6 °C -1 20 °C:ssa parhaiden kotimaisten näytteiden osalta [2] .

Käyttö

Lasitaiteilijat käyttävät borosilikaattilasia erilaisiin koostumuksiin polttimen liekissä. Siitä puhalletaan kalliita koristeellisia taiteellisia viinilasit, lasit, maljakot, karahvit, hahmot jne. Siitä valmistetaan myös koruja, usein yhdistettynä jalometalleihin.

Jokapäiväisessä elämässä avotulelle tarkoitettujen astioiden, teekannujen valmistukseen. Sitä käytetään materiaalina laboratoriolasitarvikkeissa sekä kemianteollisuudessa [3] ja muilla teollisuudenaloilla, esimerkiksi lämpövoimaloiden lämmönvaihdinmateriaalina. Käytetään myös kitaralevyjen tekemiseen .

Borosilikaattilasista voidaan myös valmistaa pipettejä ICSI :tä eli blastomeeribiopsiaa varten , joka suoritetaan pre-implantaatiota edeltävään geneettiseen diagnoosiin käyttämällä biopsiasoluja geneettisenä materiaalina . Pipettejä on 3 muunnelmaa, joiden sisähalkaisija on 4 µm - 7,5 µm. Pipetti on 60-75 mm pitkä ja sen viistokulma on 30°. Pipetit on tarkoitettu kertakäyttöön.

Koostumukseltaan erilaiset borosilikaattilasit muodostavat merkittävän osan optisten lasien laaduista . Erityisesti borosilikaattiluokkaan kuuluvat sellaiset optiset kruunulasit kuin kevyet (LK), tavalliset (K), raskaat (TK) ja bariittikruunu (BK) sekä kruunupiikit (KF). Jokainen näistä tyypeistä puolestaan ​​sisältää useita eri alan valmistamia lasimerkkejä [1] .

Borosilikaattilasista ei ole valmistettu vain linssejä, vaan myös heijastavien teleskooppien peilit . Syynä tähän on hinnan ja alhaisen lämpölaajenemiskertoimen yhdistelmä. 1900-luvun alussa se oli paras materiaali näihin tarkoituksiin. Cerodur ja lasikeramiikka ovat tällä hetkellä parhaita materiaaleja , mutta ne ovat kalliimpia kuin pyrex.

Ohara Corporationin valmistamaa borosilikaattilasia, jonka lineaarinen lämpölaajenemiskerroin on 2,8⋅10 −6 °C −1 , käytetään peilien valmistukseen Giant Magellanic Telescope (GMT) -teleskooppia varten [4] .

Muistiinpanot

  1. 1 2 Nemilov S. V. Optinen materiaalitiede: optiset lasit. - Pietari. : St. Petersburg State University ITMO , 2011. - S. 78-79. - 175 s.
  2. Emelyanov E. V. Analyysi 6-metrisen BTA-teleskoopin elementtien lämpötilatiloista ja tornin tilavuudesta  // Astrophysical Bulletin. - 2015. - T. 70 , nro 3 . - S. 387 .
  3. Heinz G. Pfaender. Schottin opas lasiin . - s. 25, 123-125. Arkistoitu 18. maaliskuuta 2022 Wayback Machinessa
  4. Bouchez AH, McLeod BA, Acton DC, Kanneganti S., Kibblewhite EJ, Shectman SA, van Dam MA The Giant Magellan Telescope Phasing System  . Haettu 12. marraskuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 20. joulukuuta 2016.