زجاج البورسليكات: الخصائص والإنتاج والتطبيق

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

لطالما كان إعطاء خصائص خاصة للمواد التقليدية ممارسة شائعة. تستخدم المنتجات ذات الخصائص المحسّنة للحماية الكيميائية ومقاومة الحرارة والصلابة المتزايدة في الطاقة والهندسة الميكانيكية وإنتاج مواد البناء وغيرها من المجالات. في الوقت نفسه ، لا تترك المناطق الضيقة لتطبيق نفس المنتجات المقاومة للحريق دون اهتمام. لذلك ، في الطب ، يتم استخدام زجاج البورسليكات على نطاق واسع ، والأطباق سهلة الاستخدام ولها مجموعة كبيرة من الخصائص الوقائية.

تكوين الزجاج

يتم تحديد الصفات التقنية والفيزيائية للمواد من خلال عاملين - تقنية المعالجة في عملية الإنتاج ومكونات قاعدة العنصر الأساسي. بشكل عام ، يمثل هذا الزجاج مجموعة من مواد السيليكات التقليدية ، والتي تعتمد على الأكاسيد. هذه قائمة أساسية بالمكونات ، بما في ذلك كربونات الصوديوم ورمل الكوارتز وأكسيد الكالسيوم ، أي الحجر الجيري. في الوقت نفسه ، يتميز زجاج البورسليكات بوجود عنصر آخر في تكوينه ، والذي حدد إلى حد كبير الصفات غير القياسية للهيكل. يضاف أكسيد البورون إلى تركيبة السيليكات العامة ، مما يضمن مقاومة الزجاج لهاتقلبات درجات الحرارة. بالطبع ، لا يقتصر تكوين النظارات الحديثة على هذا ، حيث يقوم التقنيون بتعديل مجموعات من العناصر ، مع التركيز على المتطلبات المحددة للمنتجات النهائية.

تكنولوجيا الزجاج

بشكل عام ، تشبه تقنية إنتاج مادة البورسليكات تقنية إنتاج الزجاج التقليدي. في عملية طهي المصهور الرئيسي ، يتم استخدام وحدات أفران بدرجة حرارة تزيد عن 1300 درجة مئوية. يتم تشكيل الكتلة السائلة على ألواح معدنية خاصة. وفقًا لتقنية عملية الطفو ، يتم إنتاج ألواح زجاج البورسليكات بأبعاد محددة. خصوصية هذه الطريقة هي أن الأوراق الناتجة لا يتم قصها ولا يتم تصحيحها على الإطلاق ، ولكن يتم استخدامها في الشكل النهائي من قبل المستخدم النهائي.

من هذه الزجاجات ، والنوافذ ذات الزجاج المزدوج ، والأبواب ، وفي بعض الحالات ، يتم تجميع المزيد من الأقسام المقاومة للحريق. تركز نسبة كبيرة من الصناعات المشاركة في إنتاج مثل هذه الأكواب على تصنيع الأطباق الجاهزة. يمكن أن تكون هذه أنابيب اختبار وأوعية وأوعية وأشياء أخرى مستخدمة في الطب والدعم الفني لمراكز البحث. على المعدات الخاصة ، يتم إجراء القطع الميكانيكي وتلميع السبائك ، ومن ثم يتم الحصول على الأواني الزجاجية المخبرية بأشكال مختلفة. في الواقع ، يتمثل الاختلاف الرئيسي بين تصنيع هذه المادة ونظائر السيليكات التقليدية في تنظيم سير العمل عند درجة حرارة أعلى.

الميزات الرئيسيةزجاج

الزجاج من هذا النوع مفيد في العديد من الخصائص وخصائص الأداء. بادئ ذي بدء ، هذا نطاق واسع لدرجة حرارة البيئة التي يمكن فيها استخدام الزجاج. كمعيار ، تتحمل المادة الصقيع حتى -80 درجة مئوية وتسخن حتى 525 درجة مئوية. من وجهة نظر العملية في ظروف المختبر ، تأتي مقاومة التأثيرات الكيميائية أولاً. هذه هي الصفات التي يتمتع بها أنبوب اختبار طبي. زجاج البورسليكات مع خموله كافٍ للمستخدم لحماية المحتويات بشكل موثوق من الأحماض والأملاح والقلويات والمركبات العضوية. كما لوحظ الاستقرار الميكانيكي لهذه المادة. نظرًا لأن عامل كثافة دعامة البورسليكات أعلى من تلك الموجودة في زجاج السيليكات ، فهي محمية بشكل أفضل من مخاطر التلف المادي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التأثيرات الحرارية القوية لا تدمر السطح الزجاجي إلى أجزاء صغيرة ، ولكنها تنفجر الألواح ، مما يشكل حواف حادة وآمنة.

أحجام وشكل المشكلة

عادة ما يتم إنتاج الأواني الزجاجية المتخصصة بأمر من المختبرات والمؤسسات الطبية. ومع ذلك ، فإن إنتاج مواد الألواح يوفر بعض معايير الإصدار. على وجه الخصوص ، قد يكون سمك اللوح الزجاجي 6-12 مم. في هذه الحالة ، لا يتجاوز الخطأ عادة 0.3 مم. يتم تمثيل الشكل الأقصى الذي يتم فيه إنتاج الزجاج المقاوم للحرارة بحجم 150 × 300 سم. ولكن ، مرة أخرى ، بترتيب خاص ، تقوم العديد من المؤسسات ، إذا كان ذلك ممكنًا تقنيًا ، بتوسيع هذه المعلماتتصنيع. بالنسبة للقيم الدنيا ، من المعتاد اعتبار تنسيق 10x10 سم كأصغر وحدة إنتاج لهذا الزجاج.

مجالات التطبيق

كما ذكرنا سابقًا ، فإن خصائص المواد هي الأنسب للاستخدام في المختبرات وتجهيز المكاتب الطبية وما إلى ذلك. لهذه الأغراض ، ينتج المصنعون قوارير وأوعية وأنابيب اختبار ومنتجات أخرى. يحتوي الأنبوب المفرغ الزجاجي البورسليكات ، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية الخاصة ، على ميزة التصميم. على الرغم من أنه قد يبدو ظاهريًا أن هذا أنبوب واحد ، في الواقع يوجد اثنان منهم ويشكلون فراغًا. ألواح الزجاج من هذا النوع تجد تطبيقها أيضًا. يستخدم بشكل شائع كأقسام ، في التكنولوجيا البصرية وعند تجهيز الغرف بحواجز واقية.

زجاج البورسليكات المضاد للحريق

تحظى صفات مقاومة الحريق بتقدير كبير بشكل خاص - وهي إحدى الخصائص الرئيسية لمادة البورسليكات. ينتج المصنعون ألواحًا خاصة للتزجيج وألواح الأبواب والنوافذ بخصائص حماية معززة. في الوقت نفسه ، على سبيل المثال ، يتميز زجاج العنكبوت ليس فقط بخصائص مقاومة الحريق ، ولكن أيضًا بالمقاومة الميكانيكية. في مجموعة كاملة من أنظمة النوافذ البلاستيكية القياسية ، يتم أيضًا استخدام الزجاج المقاوم للحرارة ، والذي يوفر الحماية الحرارية. كما تكتسب المواد المقاومة للحريق المستخدمة في تزيين الأسقف والأرضيات شعبية كبيرة.

قيود على استخدام الزجاج

على الرغم من مجموعة واسعة من الخصائص التقنية والتشغيلية المواتية ،تحتوي منتجات البورسليكات على بعض القيود على استخدامها. بالنسبة للتفاعل مع اللهب المكشوف ، فإن المادة قادرة على الصمود لمدة لا تزيد عن ساعة. لا يسمح هذا الفارق الدقيق باستخدام هذا الزجاج في الغرف ذات المتطلبات المتزايدة للسلامة من الحرائق. هناك أيضًا قيود على التطبيقات الأخرى. على وجه الخصوص ، لا تتحمل الأواني الزجاجية المختبرية ملامسة أحماض الهيدروفلوريك والهيدروفلوريك. القلويات الكاوية ، التي يتم تعزيز تأثيرها بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، تؤثر أيضًا سلبًا على أنابيب الاختبار مع القوارير. في حد ذاتها ، لا تدمر ظروف درجات الحرارة القصوى الزجاج ، لكن التغييرات المفاجئة لا تسمح للمادة بتكييف الهيكل في الوقت المناسب.

الخلاصة

لا ينبغي اعتبار منتجات زجاج البوروسيليكات كمادة خاصة للحماية من المواد الكيميائية والحرائق المستهدفة. يمكننا القول أن هذه خصائص ثانوية وحتى مساعدة تمتاز بها المنتجات التقليدية لزيادة التطبيق العملي. ومع ذلك ، يحتفظ زجاج البورسليكات ، بالإضافة إلى خصائص الحماية ، بخصائص مثل الشفافية ونقل الضوء. لذلك ، فإن الجمع بين المقاومة الميكانيكية ومقاومة الحريق والشفافية يتيح لنا اعتبار المادة فريدة من نوعها. على الأقل هذا هو ما هو زجاج المختبر ، والذي ، بالإضافة إلى الخصائص المذكورة أعلاه ، لديه خمول مثالي.