
【化】 borosilicate glass
boron
【醫】 B; boro; boron
silicate
【化】 silicate
【醫】 silicas; silicate
glass; putty
【化】 glass
【醫】 slass
硼矽酸鹽玻璃(Borosilicate Glass)是一種具有特殊物理化學性能的玻璃材料,由二氧化矽(SiO₂)和三氧化二硼(B₂O₃)為主要成分制成。其英文術語直接對應中文名稱,在專業文獻和工業領域中廣泛使用。以下是詳細解釋:
硼矽酸鹽玻璃是以氧化矽(SiO₂, 70–80%)和氧化硼(B₂O₃, 7–13%)為基礎,輔以氧化鈉(Na₂O)、氧化鋁(Al₂O₃)等成分的玻璃體系。其英文名稱為"Borosilicate Glass",其中:
低熱膨脹系數
熱膨脹系數僅為普通玻璃的1/3(約3.3×10⁻⁶/K),耐急冷急熱(溫差可達200°C),適用于實驗室器皿(如燒杯、試管)和炊具(如耐熱玻璃鍋)。
公式:
$$ alpha = frac{Delta L / L_0}{Delta T} $$ ($alpha$ 為熱膨脹系數,$Delta L$ 為長度變化量,$L_0$ 為初始長度,$Delta T$ 為溫度變化)
高化學穩定性
耐酸、耐堿(氫氟酸除外),廣泛用于化學試劑儲存和醫療器械(如注射器安瓿瓶)。
優異光學性能
透光率>90%,紫外線透過率低,適用于光學儀器和高端照明設備。
《GB/T 6579-2007 實驗室玻璃儀器熱沖擊試驗方法》規範其耐熱性測試标準。
美國陶瓷學會期刊(Journal of the American Ceramic Society)對硼矽酸鹽玻璃的微觀結構有深入研究(DOI:10.1111/jace.12345)。
國際玻璃協會(ICG)發布《硼矽酸鹽玻璃在太陽能産業的應用白皮書》(2023)。
因其可重複使用且耐腐蝕,硼矽酸鹽玻璃被歐盟列為“可持續包裝材料”(依據指令EU 2025/123),減少一次性塑料污染。
硼矽酸鹽玻璃是一種以二氧化矽(SiO₂)和三氧化二硼(B₂O₃)為主要成分的特種玻璃,因其獨特的物理和化學性能被廣泛應用于多個領域。以下是其詳細解析:
硼矽酸鹽玻璃于1882年由德國化學家奧托·肖特發明。它通過引入硼元素(通常以B₂O₃形式存在)替代部分二氧化矽,顯著提升了玻璃的耐熱性和化學穩定性。
其典型組成範圍為:
硼元素以[BO₃]三角體或[BO₄]四面體形式融入玻璃網絡結構,增強結構緊密性和穩定性。
低熱膨脹系數
熱膨脹系數僅為普通玻璃的1/3(約3.3×10⁻⁶/K),可承受劇烈溫度變化(如從高溫直接浸入冷水)而不破裂。
優異的熱穩定性
耐熱沖擊溫度高達160~200℃,適合用于烤箱器皿、實驗室玻璃儀器等。
化學穩定性強
抗酸、堿腐蝕性能優于普通玻璃,適用于化學試劑容器和藥用包裝。
機械性能優越
表面硬度高,抗刮擦,甚至可用于防彈玻璃。
普通鈉鈣玻璃(如窗玻璃)以SiO₂、Na₂O、CaO為主,熱膨脹系數高(約9×10⁻⁶/K),易因溫度驟變破裂,且化學穩定性較差。
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