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玻璃材質(zhì)簡介

沒有一種材料可以滿足所有的實(shí)驗(yàn)要求。使用玻璃還是塑料制品決定于應(yīng)用以及一起的設(shè)計(jì)，需要考慮材料的特殊性質(zhì)，當(dāng)然還有成本。

玻璃的一般性質(zhì)

玻璃的主要亂聊是硅砂（SiO2）、硼酸（H3BO3）或硼砂（Na2B4O7 10H2O）、石灰（CaO）、玻璃屑（碎玻璃）、磷酸（P2O5）、堿（Ha2O,由NaNO3、Na2B4O7等提供）及其它含鉀、鎂、鋅、鋁等氧化物之原料。

玻璃制品對(duì)于水、鹽溶液、酸、堿以及有機(jī)溶劑具有很好的化學(xué)耐性，從這點(diǎn)來看超過大多數(shù)的塑料制品。僅有氫氟酸以及在升溫條件下的強(qiáng)堿或濃磷酸會(huì)攻擊玻璃。玻璃制品的另一個(gè)特點(diǎn)是形狀的穩(wěn)定性（即使在升溫條件下），以及高度透明。

特定玻璃的特殊性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中，有許多不同性質(zhì)不同種類的玻璃可以選擇。

鈉-鈣玻璃

鈉-鈣玻璃（比如AR-Glas）具有良好的化學(xué)與物理性質(zhì)。適用于短時(shí)間接觸化學(xué)試劑與有限的熱沖擊的應(yīng)用。

硼硅酸鹽玻璃（BORO3.3，BORO5.4）

硼硅酸鹽玻璃具有出色的化學(xué)與物理性質(zhì)。如國際標(biāo)準(zhǔn)DIN ISO 3585所述，一級(jí)水解玻璃的線性膨脹系數(shù)為3.3，適用于需要出色化學(xué)耐性與熱耐性（包含耐受熱沖擊），以及高機(jī)械穩(wěn)定性的應(yīng)用。是典型的的用于化學(xué)儀器的玻璃，比如圓底燒瓶與燒杯及計(jì)量產(chǎn)品。

玻璃制品的使用

在使用玻璃的時(shí)候，必需要考慮抵抗熱沖擊與機(jī)械力的耐性。必需遵循嚴(yán)格的安全措施：

不要再熱拌上加熱體積計(jì)量儀器、量筒或者試劑瓶。

在進(jìn)行放熱反應(yīng)，例如稀釋硫酸或者溶解氫氧化鈉時(shí)，一定要進(jìn)行持續(xù)攪拌并冷卻試劑，并且選擇合適的容器，比如錐形瓶，決不可使用刻度量筒或者容量瓶。

玻璃儀器決不可暴露于突然的劇烈的溫度變化。當(dāng)從熱干燥箱中取出玻璃儀器是，千萬不要立刻放置于冷的或者濕的臺(tái)面上。

對(duì)于承壓應(yīng)用，只能使用設(shè)計(jì)用于此用途的玻璃儀器。列如：抽濾瓶與干燥器，只能確認(rèn)完好之后才能抽真空使用。

化學(xué)耐性

水或酸與玻璃的化學(xué)相互作用小到幾乎可以忽略；只有非常少量的，主要為單價(jià)陽離子會(huì)從玻璃中溶出。在玻璃表面形成非常薄的，幾乎沒有空隙的硅膠層，阻止進(jìn)一步的侵蝕。氫氟酸與熱磷酸是例外，因?yàn)檫@兩種酸會(huì)抑制保護(hù)層的形成。

堿與玻璃的化學(xué)相互作用

堿會(huì)輕視玻璃且隨濃度與溫度升高而增強(qiáng)。硅硼酸鹽玻璃3.3可限制表面輕視達(dá)到μm的水平。當(dāng)然，隨著接觸時(shí)間的延長，體積變化與/或者刻度損壞仍有可能發(fā)生

玻璃的水解耐性

一級(jí)水解玻璃可以達(dá)到 DIN ISO 719（98℃）5個(gè)水解耐性級(jí)別的第一級(jí)。這意味著顆粒度為300-500μm的玻璃暴露于98℃的水中1小時(shí)，少于31μg Na2O/克玻璃杯水溶解。此外，一級(jí)水解玻璃也達(dá)到了DIN ISO 720（121℃）3個(gè)水解級(jí)別的第一級(jí)。這意味著暴露于121℃的水中1個(gè)小時(shí)，少于62ug Na2O/克玻璃被水解。

對(duì)酸的耐性

一級(jí)水解玻璃達(dá)到了DIN 12 116標(biāo)準(zhǔn)算耐性的四個(gè)級(jí)別的第一級(jí)。一級(jí)水解玻璃也被稱為耐酸硅硼酸鹽玻璃，于6N HCL中煮沸6小時(shí)，其表面輕視小雨0.7mg/100cm2；。更具DIN ISO 1776 Na2O損失小雨100ug Na2O/100cm2；。

對(duì)堿的耐性

一級(jí)水解玻璃達(dá)到了 DIN ISO 695標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)耐堿級(jí)別的第二級(jí)。3個(gè)小時(shí)相同體積氫氧化鈉（1mol/L）與碳酸鈉（0.5mol/L）煮沸產(chǎn)生的侵蝕大約為134mg/100cm2；。

機(jī)械耐性

熱應(yīng)力

在生產(chǎn)與處理玻璃時(shí)，可能引入有害的熱應(yīng)力。在熔融玻璃冷卻過程中，從可塑狀態(tài)到堅(jiān)硬狀態(tài)的轉(zhuǎn)變發(fā)生在高、低退火溫度點(diǎn)之間。在這個(gè)階段，必須通過小心的受控退貨過程消除現(xiàn)存的熱應(yīng)力。一旦過了低退火點(diǎn)，玻璃可以加速冷卻而不會(huì)映入任何較大的新應(yīng)力。玻璃再加熱式的反應(yīng)也類似，比如，通過直接用本身火焰加熱，至一個(gè)高于地推火溫度點(diǎn)的問題，不能控制的冷卻或?qū)е隆皟鋈搿睙嵝ЯΓ鴩?yán)重降低玻璃抵抗破碎的能力與機(jī)械穩(wěn)定性。為了除固有的應(yīng)力，玻璃必須加熱至介于高、低退火溫度點(diǎn)之間的問題，并維持約30分鐘，然后按照規(guī)定的降溫速率進(jìn)行冷卻。

對(duì)溫度變化的抗性

擋玻璃加熱至低于低推火溫度點(diǎn)的溫度，熱膨脹與熱的不良導(dǎo)性會(huì)導(dǎo)致張麗與壓力。如果，由于不恰當(dāng)?shù)募訜峄蚶鋮s速率，超出了可承受的機(jī)械力，玻璃即發(fā)生破裂。除了膨脹系數(shù)，其值隨著玻璃種類、壁厚、玻璃的集合形狀不同而不同，玻璃上存在的任何刮傷特需要考慮。因此，說明一個(gè)確切的抵抗熱沖擊的數(shù)值非常困難。當(dāng)然，熱膨脹系數(shù)值得比較現(xiàn)實(shí)一級(jí)水解玻璃比像AR-Glas玻璃對(duì)抗溫度變化的能力強(qiáng)。

機(jī)械應(yīng)力

從技術(shù)角度來看，玻璃的彈性表現(xiàn)非常理想，也就是說，當(dāng)超過承受范圍，張力與壓力并不導(dǎo)致形變，而是導(dǎo)致破裂。玻璃可以承受的張力相對(duì)較小，并且隨著玻璃上有刮傷或者縫隙而進(jìn)一步減小。出于安全考慮，機(jī)械與工業(yè)設(shè)計(jì)使用的一級(jí)水解玻璃可承受張力為6N/MM2；。而可以承受壓力，大約高十倍。