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材料:玻璃

2020-06-05 14:33:46 16

潜在应用:缩微芯片实验室、实验室玻璃、镀膜基材、消费光学和工业光学等

一般性质

玻璃制品对于水、盐溶液、酸、碱以及有机溶剂具有很好的化学耐性,从这点来看超过大多数的塑料制品。仅有氢氟酸以及在升温条件下的强碱或浓磷酸会攻击玻璃。玻璃制品的另外一个特点是形状的稳定性(即使在升温条件下),以及高度透明。

特定玻璃的特殊性质

实验室应用中,有许多不同性质不同种类的玻璃可以选择。

钠-钙玻璃

钠-钙玻璃具有良好的化学与物理性质。适用于短时间接触化学试剂与有限的热冲击的应用(比如移液管、培养管

硼硅酸盐玻璃

硼硅酸盐玻璃具有出色的化学与物理性质。适用于需要出色化学耐性与热耐性(包含耐受热冲击),以及高机械稳定性的应用。是典型的用于化学器械的玻璃,比如圆底烧瓶与烧杯。

玻璃制品的使用

在使用玻璃的时候,必需要考虑抵抗热冲击与机械力的耐性。必需遵循严格的安全措施

化学耐性

水或酸与玻璃的化学相互作用

水或酸与玻璃表面的化学相互作用小到几乎可以忽略;只有非常少量的,主要为单价阳离子会从玻璃中溶出。在玻璃表面形成非常薄的,几乎无空隙的硅胶层,阻止进一步的侵蚀。氢氟酸与热磷酸是例外,因为这两种酸会抑制保护层的形成。

 

 

碱与玻璃的化学相互作用

碱会侵蚀玻璃且随浓度与温度升高而增强。硅硼酸盐玻璃可限制表面侵蚀达到μm的水平。当然,随着接触时间的延长,体积变化与/或者刻度损坏仍有可能发生。

玻璃的水解耐性对酸的耐性对碱的耐性......

机械耐性

热应力

在生产与处理玻璃时,可能引入有害的热应力。在熔融玻璃冷却过程中,从可塑状态到坚硬状态的转变发生在高、低退火温度点之间。在这个阶段,必须通过小心地受控退火过程消除现存的热应力。一旦过了低退火温度点,玻璃可以快速冷却而不会引入任何较大的新应力。玻璃在加热时的反应也类似,比如,通过直接用本生火焰加热,至一个高于低退火温度点的温度。不加控制的冷却会导致"冻入"热应力,而严重降低玻璃抵抗破碎的能力与机械稳定性。为了去除固有的应力,玻璃必须加热至介于高、低退火温度点之间的温度,并维持约30分钟,然后按照规定的降温速率进行冷却。

对温度变化的抗性

当玻璃加热至低于低退火温度点的温度,热膨胀与热的不良导性会导致张力与压力。如果,由于不恰当的加热或冷却速率,超出了可承受的机械力,玻璃即发生破裂。除了膨胀系数α,其值随着玻璃种类、壁厚、玻璃的几何形状不同而不同,玻璃上存在的任何刮伤也需要考虑。因此,说明一个确切的抵抗热冲击的数值非常困难。当

机械应力

从技术角度来看,玻璃的弹性表现非常理想。也就是说,当超过承受范围,张力与压力并不导致形变,而是导致破裂。玻璃可承受的张力相对较小,并且随着玻璃上有刮伤或裂隙而进一步减小。