该硼硅玻璃是一种特殊的高硼硅玻璃,其标志(耐热玻璃)在1915年在纽约市的外观,由康宁玻璃制造。它作为现代食品包装的一种材料出现,也用于在相同类型的容器中存储和烘烤食品。
派热克斯(Pyrex)一词的起源产生了某些差异,但人们公认,派雷克斯(Pyrex)一词在商业化的最初阶段就来自最畅销的产品:一块用来烘烤蛋糕的盘子。这种玻璃可以制成多种形式的多种材料和实验室设备,例如薄片或板,管,电池和棒。
这些仪器具有不同的尺寸,厚度,并且具有不同的应用和用途,这需要不同程度的精度,化学,机械和热阻。同样,使用派热克斯玻璃制造体积较大的玻璃材料(移液器,滴定管,量筒等)。
它的分子不会与它所含的液体发生化学反应,无论它们是酸还是碱。因此,它也不会改变填充物的pH值。最初,它们被视为笨重且昂贵的厨房用具。
化学成分
根据美国国家标准技术研究所的数据,所有耐热玻璃设备和仪器的制造商(例如康宁,Arc International耐热玻璃和耐热玻璃实验室)都有一个共同点,即它们是从具有以下元素的硼硅酸盐玻璃开始制造的化学品:
耐热玻璃的多家制造商或供应商已按照以下标准对成分进行了标准化,浓度单位为w / w:
耐热玻璃的特性和性能
下表概述了归因于耐热玻璃或硼硅酸盐玻璃的一般机械,热和电性能或特性:
派热克斯的化学成分,其性能和制造过程的质量可总结出以下性能:
-化学上,硼硅酸盐玻璃可抵抗水,绝大多数酸,卤素,有机溶剂和盐溶液的接触。因此,玻璃烧瓶和气球是用这种材料制成的。
-它具有很高的耐水解性,这就是为什么它能够承受高温和反复遭受的热应力的原因。例如,它抵抗连续的灭菌过程,使用湿热(高压釜)可以对其进行灭菌。
-由于Pyrex的热膨胀系数低,因此可以在500°C的温度下使用,但是建议短时间使用。
-其材料均匀,纯净,气泡和夹杂物的含量非常低。
-非常耐冲击。
-具有良好的折射率。
-关于光学性能,派热克斯在光谱的可见光范围内(接近紫外光)传输光的能力在化学光度法领域得到了充分利用。
硼硅酸盐结构
上图显示了硅酸盐的有序结构,与派热克斯玻璃的真正无定形排列形成对比。
从上方看,它似乎由黄色三角形组成,但它们实际上是四面体,中心是金属硅原子,而顶点是氧原子。
尽管有晶体外观,但分子上硼硅酸盐筛网仍显示出无序的图案。也就是说,它是无定形的固体。
因此,硅酸四面体结合到氧化硼(B 2 O 3)上。此处发现的硼为三角平面。换句话说,它们是四面体结合到扁平硼三角形上。
但是,这种无序状态(或无定形结构)使其可以容纳阳离子,从而增强了分子相互作用。
优点
-对于化学和科学研究实验室中使用的设备和玻璃材料的制造非常有用,例如离心管,容量玻璃器皿,移液管和硼硅酸盐滤盘,所有这些设备和玻璃材料均根据质量标准进行了标准化国际ISO。
-还制作了圆锥形,球形,扁平形和带螺纹的耐热玻璃接头。
-玻璃基板用于介电涂层,以及用于制造非常薄的精密透镜和光学材料。
-由于其低热膨胀性,用于航空航天业,特别是用于制造反射光学设备。同样,派热克斯玻璃制成了望远镜反射镜。
-允许制造非常厚的玻璃容器
-用于准备具有传感器功能的基材表面。
-用于制造高温的仪器和保护罩。
-用作吸收中子的玻璃伪像的材料。
缺点
到目前为止,很少有相关方面可以指出是派热克斯玻璃的缺点:
-从化学角度来看,人们认识到派热克斯玻璃受到氢氟酸,浓热磷酸和强碱性溶液的腐蚀,从而导致其腐蚀。
-Pyrex玻璃制造商在不同的真空和压力条件下使用时,不能保证材料的稳定性。因此,必须考虑制造商提供的信息并遵循他们的说明以确保材料和用户的保护。
-很少有消费者保护机构对使用安全性状况的评估,该系统与用于遭受打击或跌落而破裂的烘烤食品的容器一起使用时的安全性有关。
厨房里的耐热玻璃
关于在厨房中使用的这种器具,已经在用硼硅酸盐派热克斯制成的容器和用具有石灰酸钠的钢化玻璃制成的器具之间进行了各种比较研究。
耐热玻璃已被证实具有更高的耐高温性能,但与用于相同目的的钢化玻璃容器相比,其机械强度却更低。
参考文献
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