Borosilikatglas: ein Leitfaden
Borosilikatglas, auch oft unter den Marken „Duran“ und „Pyrex“ bekannt, ist eine Glassorte, die seit mehr als 100 Jahren weit verbreitet ist und von Kochgeschirr bis zu optischen Teilen Anwendung findet.
In diesem Artikel erfahren Sie Grundlegendes, was Sie über Borosilikatglas wissen müssen.
Was ist Borosilikatglas?
Definition
Borosilikatglas ist ein Glas (inerter transparenter Feststoff), das mehr als 5 % Boroxid (B2O3) in Mischung mit SiO2, Al2O3 und Na2O enthält. Es hat eine sehr klare optische Transparenz und gute mechanische Eigenschaften. Borosilikat wird auch häufig wegen seiner Temperaturbeständigkeit, seiner Beständigkeit gegen Temperaturschocks und gegen chemische Stoffe verwendet.
Die Beständigkeit gegen Temperaturschocks macht Borosilikat zu einem geeigneten Material für die Herstellung von Kochgeschirr, das nicht bricht, wenn es aus dem Ofen genommen wird und mit kaltem Material in Berührung kommt. Hitze- und Chemikalienbeständigkeit (sowohl gegen Laugen als auch gegen Säuren) sind auch der Grund, warum Borosilikat in vielen Laborgeräten verwendet wird.
Farbiges Borosilikat
Durch Zugabe chemischer Elemente kann sehr stabiles, farbiges Borosilikatmaterial hergestellt werden.
Zum Beispiel, wird durch Zugabe von Eisen (Fe) grünes Glas hergestellt. Gold-Elemente färben das Glas rot, und Kupfer und Kobalt werden für die Herstellung von blauem Borosilikat verwendet.
Geblasenes Borosilikat
Borosilikatglas erfordert eine höhere Arbeitstemperatur als herkömmliches Glas, wird aber von Glasbläsern für komplexe Arbeiten bevorzugt. Das verwendete Rohmaterial ist Röhrenförmig, damit es durch Blasen geformt werden kann.
Flachglas
Borofloat wird auf die gleiche Weise wie Flachglas hergestellt, was die Herstellung von Borosilikatplatten verschiedener Stärken zu einem sehr wettbewerbsfähigen Prozess macht. Borosilikat ist daher ein geeignetes Material für die Herstellung von optischen Fenstern.
Optisches Glas
Eines der häufigsten optischen Materialien, das NN-BK7 von Schott, ist ein Borosilikatglas, ebenso wie sein Pendant, das H-K9L von CDGM sowie das B270.
Was ist der Unterschied zwischen Borosilikatglas und normalem Glas?
Der Hauptunterschied ist, wie sich auch im Name erkenne lässt, das Vorhandensein von Bor im Material, das eine höhere Temperaturbeständigkeit als Kalk-Natron-Glas ermöglicht. Es werden dadurch jedoch auch höhere Temperaturen benötigt, um Borosilikatglas herzustellen, was seine Produktion verteuert.
Borosilikatglas hat einen dreimal höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten und kann daher Wärmeschocks wesentlich besser standhalten.
Beide Materialien können im Floatverfahren zu flachen Platten verarbeitet werden, wobei Kalk-Natron-Glas gewöhnlich als „Float“ und Borosilikatglas als „Borofloat“ bezeichnet wird.
Während Kalk-Natron-Glas eine grünliche Farbe hat, ist Borosilikatglas sehr klar und kann sogar für hochwertige Optiken verwendet werden. Kalk-Natron-Glas wird nur selten, und dann für weniger hochwertige Optiken verwendet.
Eigenschaften von Borosilikatglas
Borosilikate werden nach ihrem Wärmeausdehnungskoeffizienten benannt, wobei Boro 3,3 und Boro 5,0 die häufigsten Vertreter sind. Die nachstehende Tabelle enthält die meisten der gängigen Spezifikationen von Borosilikat:
| Eiegenschat | Wert |
|---|---|
| Dichte | 2.2 g/cm3 |
| Knoop-Härte | 480 |
| Elastizitätsmodul | 64 kN/mm2 |
| Poissonzahl | 0.2 |
| Wärmeausdehnungskoeff. | 3.3 to 5.1 x10^6 K^-1 |
| Wärmeleitfähigkeit | 1.2 Wx(mxK)^-1 |
| Maximale Einsatztemperatur | 500°C |
| Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturschocks | bis zu 180°C |
| Erweichungspunkt | 820°C |
| Brechungsindex | 1.5 |
| Abbe-Konstante | 65 |
| Durchlässigkeit | >90% from 320 to 2800nm |
Wo kann Borosilikat gekauft werden?
Das hängt von der Anwendung ab. Für Röhren und Platten können Rohstoffhersteller kontaktiert werden, für Kochgeschirr können Presswerke und Lampenhersteller kontaktiert werden, während für Crown-Borosilikatoptiken Lieferanten für Präzisionsoptiken kontaktiert werden sollten.
