Borosilikatglas

Physikalische Eigenschaften und chemische Daten für Borosilikatglas

Arten von Borosilikatglas

Natron-Kalk-Glas

Natronkalkglas ist die häufigste (90 % des hergestellten Glases) und kostengünstigste Glasform. Es enthält normalerweise 60-75 % Kieselsäure, 12-18 % Soda, 5-12 % Kalk. Die Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und plötzlichen Temperaturschwankungen ist nicht gut und die Beständigkeit gegenüber korrosiven Chemikalien ist nur mittelmäßig.

 

 

 

Bleiglas

Bleiglas hat einen hohen Anteil an Bleioxid (mindestens 20 % der Charge). Es ist relativ weich und sein Brechungsindex verleiht ihm einen Glanz, der durch Schneiden ausgenutzt werden kann. Es ist etwas teurer als Natronkalkglas und wird aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Isoliereigenschaften bevorzugt für elektrische Anwendungen verwendet. Thermometerrohre und Kunstglas werden ebenfalls aus Blei-Alkali-Glas hergestellt, das allgemein als Bleiglas bezeichnet wird. Dieses Glas hält hohen Temperaturen oder plötzlichen Temperaturschwankungen nicht stand.

Borosilikatglas

Borosilikatglas ist jedes Silikatglas, dessen Zusammensetzung mindestens 5 % Boroxid enthält. Es verfügt über eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und chemische Korrosionsbeständigkeit. Die Herstellung von Borosilikat ist nicht ganz so einfach wie bei Kalk- oder Bleiglas und die Kosten sind auch nicht so niedrig wie bei Kalk. Gemessen an seiner Nützlichkeit sind die Kosten für Borosilikat jedoch moderat. Rohrleitungen, Glühbirnen, photochrome Gläser, Sealed-Beam-Scheinwerfer, Laborgeschirr und Backgeschirr sind Beispiele für Borosilikatprodukte.

Aluminosilikatglas

Aluminosilikatglas enthält Aluminiumoxid in seiner Zusammensetzung. Es ähnelt Borosilikatglas, weist jedoch eine höhere chemische Beständigkeit auf und hält höheren Betriebstemperaturen stand. Im Vergleich zu Borosilikat sind Alumosilikate schwieriger herzustellen. Mit einer elektrisch leitenden Folie beschichtet, wird Alumosilikatglas als Widerstand für elektronische Schaltkreise verwendet.

96 % Quarzglas

96-prozentiges Quarzglas ist ein Borosilikatglas, das auf herkömmliche Weise geschmolzen und geformt und dann verarbeitet wird, um fast alle Nicht-Silikat-Elemente aus dem Stück zu entfernen. Durch erneutes Erhitzen auf 1200 Grad werden die entstandenen Poren verfestigt. Dieses Glas ist hitzeschockbeständig bis 900 Grad.

Quarzglas

Quarzglas ist reines Siliziumdioxid im nichtkristallinen Zustand. Sie ist sehr schwer herzustellen und daher die teuerste aller Brillen. Es kann kurzzeitig Betriebstemperaturen von bis zu 1200 Grad standhalten. (siehe: Glas und der Weltraumorbiter)

 

Den Kontrast verstehen: Borosilikatglas und Natronkalkglas

Anwendung von Borosilikatglas

Laborglaswaren
Die hohe Dimensionsstabilität und die Fähigkeit, gleichzeitig unterschiedlichen Temperaturen standzuhalten, machen Borosilikatglas zu einem natürlichen Material für die Herstellung von Laborglasgeräten, auch Labware genannt. Gängige Beispiele sind Petrischalen, Objektträger, Flaschen, Bechergläser, Kolben, Reagenzgläser, Trichter und Messgeräte wie Messzylinder. Neben den günstigen thermischen Eigenschaften ist Borosilikatglas sehr beständig und reagiert nicht auf die meisten Chemikalien.

Wissenschaftliche Linsen und heiße Spiegel
Borosilikatglas kann zu hochpräzisen optischen Komponenten wie Linsen für den Einsatz in Teleskopen und anderen optischen Präzisionsgeräten geformt werden. Der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient von Borosilikatglas bedeutet, dass die optischen Eigenschaften der Linsen bei Temperaturänderungen stabil bleiben, da die Glaslinse ihre Abmessungen nicht wesentlich ändert. Das Glas eignet sich auch hervorragend für den Einsatz in heißen Spiegeln, die Infrarotlicht reflektieren.

Backgeschirr und Kochgeschirr
Zu seinen ersten und häufigsten Verwendungszwecken gehört die Herstellung von Koch- und Backgeschirr für den Haushalt. Die thermischen Eigenschaften von Borosilikat-Kochgeschirr ermöglichen den Transport von einem heißen Ofen zu einer kühlen Arbeitsplatte, ohne dass Risse oder Brüche befürchtet werden müssen. Es wird auch in Produkten wie Messbechern verwendet und ist sicher für die Verwendung in Mikrowellenherden und Geschirrspülern.

Wärmedämmung
Die thermischen Eigenschaften von Borosilikatglas wurden zur Herstellung der Thermokacheln genutzt, die das Space Shuttle vor der Hitze beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre schützten.

Hochintensive Beleuchtungsprodukte
Bühnenlichter und Beleuchtungsprodukte, die in der Filmindustrie verwendet werden, nutzen Borosilikatglaslinsen, da diese Lichter bei stundenlangem Dauerbetrieb hohe Temperaturen erreichen können. Andere Lampenprodukte, die Hochdruckentladung (HID) verwenden, wie etwa Quecksilberdampflampen oder Metallhalogenidlampen, verwenden Borosilikatlinsen oder Außenhüllen.

Schauglas
In industriellen Prozessen werden in Tanks Schaugläser verwendet, die häufig aus Borosilikatglas hergestellt werden. Diese Schaugläser ermöglichen die visuelle Überwachung von Stoffen und Prozessen, ohne dass der Tank oder Lagerbehälter geöffnet werden muss und ohne den Prozess zu unterbrechen.

Außenlinsen für Flugzeuge
Die Außenlampen eines Flugzeugs verwenden Borosilikatglaslinsen aufgrund der klaren optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit) und der Fähigkeit, den Temperaturunterschieden bei Höhenflügen standzuhalten. Abbildung 1 unten zeigt ein Beispiel der optischen Übertragungseigenschaften einer Art Borosilikatglas. Beachten Sie die sehr flache Leistung über das gesamte Wellenlängenspektrum von 300 bis 1200 nm.