
【機】 borax glass
borax
【化】 borax; sal sedatirum; sodium borate; sodium tetraborate
【醫】 borax; natrium biboricum; natrium boricum; sodium biborate
sodium borate
glass; putty
【化】 glass
【醫】 slass
硼砂玻璃(英文:borosilicate glass)是一種以氧化硼(B₂O₃)為主要成分的特殊玻璃材料。其名稱源于制造過程中添加的硼砂(化學式:Na₂B₄O₇·10H₂O)原料,通過高溫熔融工藝形成矽硼酸鹽網絡結構。這類玻璃的典型化學組成為約80%二氧化矽(SiO₂)和13%三氧化二硼(B₂O₃),其餘為堿金屬氧化物。
該材料的核心特性體現在低熱膨脹系數(3.3×10⁻⁶/K),這一數值僅為普通鈉鈣玻璃的三分之一,使其具備卓越的耐熱沖擊性。根據美國材料與試驗協會(ASTM)标準E438-92,硼砂玻璃可在-80°C至300°C區間保持結構穩定性,瞬間可承受高達500°C的溫差變化。這種特性使其成為實驗室玻璃器皿(如燒杯、量筒)和耐熱炊具(如烤盤、咖啡壺)的首選材料。
在光學性能方面,硼砂玻璃的折射率(n=1.47)與阿貝數(ν=65)指标使其適用于精密光學元件制造。德國肖特集團(SCHOTT AG)的專利技術顯示,通過調整硼鋁矽酸鹽比例,可開發出具有紫外屏蔽或紅外透射功能的特種玻璃。英國皇家化學學會(Royal Society of Chemistry)的研究指出,此類玻璃對酸堿溶液的耐腐蝕性比普通玻璃強5-8倍,特别適合儲存化學試劑。
曆史文獻顯示,硼砂玻璃的工業化生産始于1893年德國耶拿玻璃廠,後經美國康甯公司改良為Pyrex®品牌。現代應用已拓展至半導體光刻掩模版、空間望遠鏡鏡片等高端領域。國際玻璃協會(ICG)2024年技術報告指出,全球硼矽酸鹽玻璃市場規模預計在2030年達到58.7億美元,年複合增長率6.2%。
硼砂玻璃是以硼砂(硼酸鈉)和二氧化矽為主要原料制成的無機非金屬材料,屬于硼矽酸鹽玻璃的一種。其核心特點在于成分和性能的特殊性:
1. 成分特性
2. 物理性能
3. 應用領域
需注意,硼砂玻璃與普通玻璃的差異不僅在于成分,其生産工藝也更複雜。盡管部分資料稱其為“有機玻璃”,但實際屬于無機材料。
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