זכוכית בורוסיליקט: מאפיינים, ייצור ויישום

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

הענקת לחומרים מסורתיים מאפיינים מיוחדים כבר מזמן נוהג נפוץ. מוצרים עם תכונות משופרות של הגנה כימית, עמידות חום וקשיות מוגברת משמשים באנרגיה, הנדסת מכונות, ייצור חומרי בניין ותחומים אחרים. יחד עם זאת, אזורי יישום צרים של אותם מוצרים עמידים לאש אינם נותרים ללא תשומת לב. לכן, ברפואה, נעשה שימוש נרחב בזכוכית בורוסיליקט, שהכלים מהם קלים לשימוש ויש להם מגוון ניכר של תכונות הגנה.

הרכב זכוכית

האיכויות הטכניות והפיזיקליות של חומרים נקבעות על ידי שני גורמים - טכניקת העיבוד בתהליך הייצור ומרכיבי בסיס היסודות הראשוניים. בגדול, הזכוכית הזו היא נציגה של קבוצת חומרי סיליקט קונבנציונליים, המבוססים על תחמוצות. זוהי רשימה בסיסית של רכיבים, כולל נתרן קרבונט, חול קוורץ ותחמוצת סידן, כלומר אבן גיר. יחד עם זאת, זכוכית בורוסיליקט נבדלת על ידי נוכחות בהרכב של אלמנט אחד נוסף, אשר קבע במידה רבה את האיכויות הלא סטנדרטיות של המבנה. תחמוצת בורון מתווספת להרכב הסיליקט הכללי, מה שמבטיח את עמידות הזכוכית בפניתנודות טמפרטורה. כמובן, ההרכב של משקפיים מודרניים אינו מוגבל לכך, שכן טכנולוגים משנים סטים של אלמנטים, תוך התמקדות בדרישות ספציפיות למוצרי קצה.

טכנולוגיית זכוכית

באופן כללי, טכניקת הייצור של חומר בורוסיליקט דומה לטכנולוגיית הייצור של זכוכית קונבנציונלית. בתהליך בישול ההמסה העיקרית, נעשה שימוש ביחידות תנור עם טמפרטורה של יותר מ-1300ºC. המסה הנוזלית יצוקה על לוחות מתכת מיוחדים. על פי טכניקת תהליך הציפה, זכוכית בורוסיליקט מיוצרים במידות מוגדרות. הייחודיות של שיטה זו היא שהגליונות המתקבלים אינם נחתכים ואינם מתוקנים כלל, אלא משמשים בצורה המוגמרת על ידי משתמש הקצה.

ממשקפיים כאלה, מרכיבים עוד חלונות עם זיגוג כפול, דלתות ובמקרים מסוימים מחיצות חסינות אש. חלק גדול מהתעשיות העוסקות בייצור כוסות כאלה מתמקד בייצור כלים מוגמרים. אלה יכולים להיות מבחנות, כלים, קערות ופריטים אחרים המשמשים ברפואה ותמיכה טכנית של מרכזי מחקר. על מכשור מיוחד מתבצע חיתוך מכני וליטוש של מטילים, מהם מתקבלים לאחר מכן כלי זכוכית מעבדה בצורות שונות. למעשה, ההבדל העיקרי בין ייצור החומר הזה לאנלוגים רגילים של סיליקט הוא ארגון זרימת העבודה בטמפרטורה גבוהה יותר.

תכונות עיקריותכוס

זכוכית מסוג זה מועילה במאפיינים רבים ובמאפייני ביצועים. קודם כל, מדובר בטווח טמפרטורות רחב של הסביבה בה ניתן להשתמש בזכוכית. כסטנדרט, החומר עומד בפני כפור עד -80ºC וחום עד 525ºC. מנקודת המבט של הפעולה בתנאי מעבדה, העמידות בפני השפעות כימיות קודמת לכל. תכונות אלו הן שניחנו במבחנה רפואית. זכוכית בורוסיליקט עם האדישות שלה מספיקה למשתמש כדי להגן באופן אמין על התוכן מפני חומצות, מלחים, אלקליות ותרכובות אורגניות. היציבות המכנית של חומר זה מצוינת גם. מכיוון שמקדם הצפיפות של גב בורוסיליקט גבוה מזה של כוסות סיליקט, הוא מוגן טוב יותר מפני הסיכון של נזק פיזי. בנוסף, השפעות תרמיות חזקות לא הורסים את משטח הזכוכית לשברים קטנים, אלא פורצות את הלוחות, היוצרים קצוות קהים ובטוחים.

גדלים ופורמט של גיליון

כלי זכוכית מיוחדים מיוצרים בדרך כלל בהזמנה של מעבדות ומפעלים רפואיים. עם זאת, ייצור חומרי גיליון מספק כמה תקני שחרור. בפרט, עובי לוח הזכוכית עשוי להיות 6-12 מ"מ. במקרה זה, השגיאה בדרך כלל אינה עולה על 0.3 מ"מ. הפורמט המקסימלי שבו מיוצרת זכוכית עמידה בחום מיוצג על ידי גודל של 150x300 ס"מ. אבל, שוב, בהזמנה מיוחדת, ארגונים רבים, אם זה אפשרי מבחינה טכנולוגית, מרחיבים את הפרמטרים הללוייצור. באשר לערכי המינימום, נהוג להתייחס לפורמט 10x10 ס"מ כיחידת הייצור הקטנה ביותר של זכוכית כזו.

אזורי יישום

כפי שכבר צוין, מאפייני החומר מתאימים ביותר לשימוש במעבדות, בהצטיידות במשרדי רפואה וכו'. למטרות כאלה, יצרנים מייצרים צלוחיות, כלים, מבחנות ומוצרים אחרים. לשפופרת הוואקום מזכוכית בורוסיליקט, בנוסף למאפיינים פיזיים מיוחדים, יש גם תכונה עיצובית. למרות שמבחינה חיצונית אולי נראה שמדובר בצינור אחד, למעשה יש שניים מהם והם יוצרים ואקום. זכוכית זכוכית מסוג זה מוצאת גם את היישום שלה. הוא משמש בדרך כלל כמחיצות, בטכנולוגיה אופטית וכאשר מציידים חדרים עם מחסומי הגנה.

זכוכית בורוסיליקט חסינת אש

איכויות העמידות בפני אש מוערכות במיוחד - אחד ממאפייני המפתח של חומר בורוסיליקט. היצרנים מייצרים לוחות מיוחדים לזיגוג ולוחות דלתות וחלונות בעלי איכויות הגנה משופרות. יחד עם זאת, למשל, זיגוג עכביש נבדל לא רק על ידי תכונות עמידות אש, אלא גם על ידי התנגדות מכנית. בסט שלם של מערכות חלונות פלסטיק סטנדרטיות, נעשה שימוש גם בזכוכית עמידה בחום, המספקת הגנה תרמית. חומרים עמידים בפני אש לקישוט משטחי תקרה ורצפה צוברים גם הם פופולריות.

הגבלות על השימוש בזכוכית

למרות מגוון רחב של מאפיינים טכניים ותפעוליים נוחים,למוצרי בורוסיליקט יש הגבלות מסוימות על השימוש בהם. באשר לאינטראקציה עם להבה פתוחה, החומר מסוגל להחזיק אש לא יותר משעה. ניואנס זה אינו מאפשר שימוש בזכוכית כזו בחדרים עם דרישות מוגברות לבטיחות אש. ישנן גם מגבלות ליישומים אחרים. בפרט, כלי זכוכית מעבדה אינם עומדים במגע עם חומצות הידרופלואוריות והידרופלואוריות. אלקלי קאוסטי, שהשפעתו מתחזקת בטמפרטורה גבוהה, משפיע לרעה גם על מבחנות עם צלוחיות. כשלעצמם, תנאי טמפרטורה קיצוניים אינם הורסים את הזכוכית, אך שינויים פתאומיים אינם מאפשרים לחומר להתאים את המבנה בזמן.

מסקנה

אין להתייחס למוצרי זכוכית בורוסיליקט כחומר מיוחד להגנה ממוקדת מפני כימיקלים ואש. אנו יכולים לומר כי מדובר במאפיינים משניים ואף עזר בהם ניחנים מוצרים מסורתיים כדי להגביר את המעשיות. עם זאת, זכוכית בורוסיליקט, בנוסף לאיכויות הגנה, שומרת על תכונות כמו שקיפות והעברת אור. לכן, השילוב של עמידות מכנית, עמידות באש ושקיפות מאפשר לנו להתייחס לחומר כייחודי. זה לפחות כלי זכוכית מעבדה, אשר בנוסף למאפיינים הנ ל, יש להם גם אינרטיות אופטימלית.