เมื่อช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการเอื้อมมือไปหยิบบีกเกอร์เพื่อให้ความร้อนแก่สารละลายกรดเข้มข้น หรือเมื่อวิศวกรด้านแสงเลือกซับสเตรตสำหรับเลนส์ที่มีความแม่นยำ ทางเลือกมักจะอยู่ที่วัสดุชนิดเดียว นั่นคือ แก้วบอโรซิลิเกต ชื่อเสียงนี้สร้างขึ้นจากการผสมผสานระหว่างการขยายตัวทางความร้อนต่ำ ความทนทานต่อสารเคมีสูง และการส่งผ่านแสงที่ยอดเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้ไม่ใช่ทฤษฎี โดยจะตรวจสอบว่ากระจกทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลัน ทนทานต่อการกัดกร่อนจากสารเคมีรุนแรง หรือให้ภาพที่ชัดเจนในระบบออปติกที่มีความต้องการสูงหรือไม่
แก้ว Borosilicate เป็นแก้วซิลิเกตที่มีโบรอนไตรออกไซด์ (B₂O₃) เป็นเครือข่ายหลักควบคู่ไปกับซิลิกา (ศรีO₂) องค์ประกอบทั่วไปประกอบด้วย ศรีO₂ ประมาณ 70–80%, B₂O₃ 10–15% และออกไซด์ของโลหะอัลคาไลจำนวนเล็กน้อย เช่น โซเดียมออกไซด์ (Na₂O) และโพแทสเซียมออกไซด์ (K₂O) อะตอมของโบรอนรวมตัวเข้ากับโครงข่ายซิลิกา ปรับเปลี่ยนโครงสร้างเพื่อสร้างการจัดเรียงที่เปิดกว้างมากขึ้น ซึ่งจะช่วยลดการขยายตัวทางความร้อนในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพทางเคมี
เกรดอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือแก้วบอโรซิลิเกต 3.3 โดยที่ "3.3" หมายถึงค่าสัมประสิทธิ์เฉลี่ยของการขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น: 3.3 × 10⁻⁶ K⁻¹ เกรดนี้กำหนดไว้ในมาตรฐาน เช่น DIN 52328 และ ISO 3585 และมักใช้ในเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการ บรรจุภัณฑ์ยา เครื่องครัว และส่วนประกอบทางแสง หากต้องการดูรายละเอียดกระบวนการผลิตอย่างละเอียด โปรดดูของเรา คำแนะนำในการผลิตแก้วบอโรซิลิเกต .
ประสิทธิภาพของแก้วบอโรซิลิเกตในการใช้งานจริงเกิดจากคุณสมบัติหลักหลายประการที่ทำงานร่วมกัน การทำความเข้าใจคุณลักษณะเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับแต่ละการใช้งานได้
คุณสมบัติที่กำหนดของแก้วบอโรซิลิเกตคือค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ที่ประมาณ 3.3 × 10⁻⁶ K⁻¹ คิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของแก้วโซดาไลม์ การขยายตัวที่ต่ำนี้หมายความว่าเมื่อกระจกถูกให้ความร้อนหรือเย็นลงอย่างรวดเร็ว ความเค้นต่างกันระหว่างพื้นผิวและภายในจะยังคงต่ำ ทำให้สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันโดยไม่แตกร้าว
ตามมาตรฐาน DIN ISO 718 ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยฉับพลันคือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวอย่างที่ให้ความร้อนกับอ่างน้ำเย็น ซึ่ง 50% ของตัวอย่างทดสอบเริ่มแตกร้าวเมื่อนำไปแช่อย่างรวดเร็ว สำหรับท่อบอโรซิลิเกตผนังบาง ค่าประมาณ 220°C เป็นค่าปกติ โดยความหนาของผนังจะส่งผลต่อผลลัพธ์อย่างมาก ตามกฎในทางปฏิบัติ ผู้ผลิตแนะนำไม่ให้มีความแตกต่างของอุณหภูมิเกิน 120°C สำหรับส่วนประกอบส่วนใหญ่
แก้ว Borosilicate มีความทนทานต่อน้ำ สารละลายที่เป็นกลางและเป็นกรด กรดเข้มข้น และส่วนผสมของกรดได้ดีเยี่ยม ในการทดสอบระดับไฮโดรไลติกที่กำหนดโดย ISO 719 และ ISO 695 แก้วบอโรซิลิเกต 3.3 บรรลุระดับ 1 ซึ่งเป็นระดับการต้านทานน้ำสูงสุด ความเสถียรนี้ทำให้เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับหลอดบรรจุยา อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ และอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ต้องจัดการกับสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
ด้วยโมดูลัสของ Young ที่ประมาณ 64 เกรดเฉลี่ย และอัตราส่วนปัวซองที่ 0.20 แก้วบอโรซิลิเกตจึงมีความแข็งแกร่งเชิงกลที่ดี อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับกระจกอื่นๆ กระจกมีความเปราะ และความแข็งแรงในทางปฏิบัติขึ้นอยู่กับคุณภาพของพื้นผิว ความเค้นตกค้าง และการมีอยู่ของข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ สำหรับส่วนประกอบเชิงแสงที่มีความแม่นยำ การอบอ่อน การเจียร และการขัดเงาที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการบรรลุความแข็งแรงและคุณภาพพื้นผิวที่ระบุ
แก้วโบโรซิลิเกตมีดัชนีการหักเหของแสงประมาณ 1.473 ที่ 587.6 นาโนเมตร ซึ่งต่ำกว่าแก้วโซดาไลม์ทั่วไปที่ 1.52 ดัชนีที่ต่ำกว่านี้ช่วยลดการสะท้อนของพื้นผิวและทำให้การออกแบบเชิงแสงง่ายขึ้น ในช่วงอัลตราไวโอเลต มองเห็นได้ และใกล้อินฟราเรด แก้วบอโรซิลิเกตให้การส่งผ่านที่ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับหน้าต่าง เลนส์ ปริซึม และซับสเตรต
แก้วแสง Borosilicate ไร้สีสำหรับการส่งสัญญาณบรอดแบนด์ กระจกนี้มีการขยายตัวทางความร้อนต่ำและมีการส่งผ่านสูงตั้งแต่ 300 นาโนเมตรถึง 2500 นาโนเมตร ทำให้เหมาะสำหรับหน้าต่าง เลนส์ และปริซึมในระบบออพติคอลที่หลากหลาย ดูผลิตภัณฑ์ → การกระจายตัวของแก้วบอโรซิลิเกตต่ำยังทำให้มีประโยชน์ในการประกอบเลนส์ไม่มีสี ซึ่งสามารถจับคู่กับกระจกฟลินท์เพื่อลดความคลาดเคลื่อนสีได้ สำหรับการใช้งานที่ต้องการความเป็นเนื้อเดียวกันของแสงที่สูงขึ้น มีเกรดความแม่นยำให้เลือกพร้อมข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับความสม่ำเสมอของลายเส้นและดัชนีการหักเหของแสง
ความต้านทานปริมาตรไฟฟ้าของแก้วบอโรซิลิเกตอยู่ที่ประมาณ 10⁸ Ω·cm ที่ 250°C และค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่ 1 MHz อยู่ที่ประมาณ 4.6 คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้มีประโยชน์ในฐานะวัสดุฉนวนในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงและเป็นสารตั้งต้นในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
หากต้องการทราบคุณค่าของแก้วบอโรซิลิเกต ควรเปรียบเทียบโดยตรงกับแก้วโซดาไลม์ธรรมดาซึ่งใช้สำหรับหน้าต่าง ขวด และแก้วที่ใช้ในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่
| คุณสมบัติ | โบโรซิลิเกต 3.3 | โซดาไลม์ Glass |
|---|---|---|
| ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (20–300°C) | 3.3 × 10⁻⁶ K⁻¹ | 9.0 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
| อุณหภูมิการทำงานในระยะเวลาอันสั้นสูงสุด | 500°ซ | 150°ซ |
| ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อน (ผนังบาง) | สูงถึง 220°C | ประมาณ 40°C |
| ดัชนีการหักเหของแสงที่ 587.6 นาโนเมตร | 1.473 | 1.52 |
| ความทนทานต่อสารเคมี (ระดับไฮโดรไลติก) | คลาส 1 (ISO 719) | ชั้น 3 |
| โมดูลัสของยัง | 64 GPa | 70 เกรดเฉลี่ย |
การเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าแก้วบอโรซิลิเกตเป็นตัวเลือกที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเสถียรทางความร้อนและทนต่อสารเคมี สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันโดยคำนึงถึงต้นทุนเป็นหลัก แก้วโซดาไลม์ก็อาจเพียงพอแล้ว แต่สำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการ แสง และอุตสาหกรรม แก้วบอโรซิลิเกตถือเป็นมาตรฐาน
แก้วบอโรซิลิเกตไม่ใช่วัสดุชนิดเดียวแต่เป็นกลุ่มขององค์ประกอบต่างๆ ครอบครัวหลักคือ:
ในการผลิตส่วนประกอบทางแสง แก้วบอโรซิลิเกตจะถูกจัดหาในรูปแบบอบอ่อนและสามารถขัดให้ได้คุณภาพแสงได้ สูตรแก้ว Crown เช่น K9 และ BK7 อยู่ในตระกูลบอโรซิลิเกตและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบออปติก
K9 (BK7) แก้วมงกุฎ Borosilicate สำหรับส่วนประกอบทางแสง ด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมและมีปริมาณฟองต่ำ กระจกเม็ดมะยมนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานโฟโตอิเล็กตรอน ไมโครเวฟ และการเลี้ยวเบน ดูผลิตภัณฑ์ → เมื่อเลือกเกรดสำหรับการใช้งานด้านการมองเห็น ให้ตรวจสอบการส่งผ่านที่ระบุ ความทนทานต่อดัชนีการหักเหของแสง และการขยายตัวทางความร้อนที่ตรงกับวัสดุที่อยู่ติดกันในชุดประกอบ
การผสมผสานคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้แก้วบอโรซิลิเกตเป็นวัสดุที่ต้องการในอุตสาหกรรมต่างๆ:
ในอุตสาหกรรมด้านการมองเห็น แก้วบอโรซิลิเกตมักถูกใช้สำหรับส่วนประกอบที่ต้องส่งคลื่นความถี่กว้างในขณะที่ทนต่อการหมุนเวียนของความร้อน
ฟิลเตอร์กระจกตัดแสง UV สำหรับการปิดกั้นแสงอัลตราไวโอเลต ฟิลเตอร์นี้จะบล็อกรังสียูวีเพื่อปกป้องอุปกรณ์และปรับปรุงคุณภาพของภาพ ซึ่งมีประโยชน์ในการถ่ายภาพ กล้องจุลทรรศน์ และเทคโนโลยีเลเซอร์ ดูผลิตภัณฑ์ → วัสดุนี้ยังปรากฏในใยแก้วนำแสง เซ็นเซอร์สิ่งแวดล้อม และการใช้งานด้านแสงสว่างที่ต้องการความน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะที่รุนแรง
เมื่อเลือกแก้วบอโรซิลิเกตสำหรับการใช้งานของคุณ ให้พิจารณาปัจจัยเชิงปฏิบัติเหล่านี้:
สำหรับการใช้งานด้านการมองเห็น การเลือกใช้วัสดุซับสเตรตจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของระบบ แก้ว Borosilicate มักถูกเลือกเนื่องจากมีการผสมผสานระหว่างคุณสมบัติทางความร้อนและทางแสงอย่างสมดุล หากคุณต้องการคำแนะนำเกี่ยวกับการเลือกใช้วัสดุ ทีมงานของเราที่ Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd. สามารถช่วยประเมินความต้องการของคุณได้ ติดต่อเรา เพื่อขอคำปรึกษาโดยละเอียด
แก้วโบโรซิลิเกตประกอบด้วยบอริกออกไซด์ ซึ่งให้การขยายตัวทางความร้อนที่ 3.3 × 10⁻⁶ K⁻¹ เทียบกับ 9.0 × 10⁻⁶ K⁻¹ สำหรับแก้วโซดาไลม์ธรรมดา ทำให้ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีกว่ากระจกทั่วไปประมาณสามเท่า
ใช่ แก้วบอโรซิลิเกต 3.3 มีอุณหภูมิในการทำงานระยะสั้นสูงสุดที่ 500°C ทำให้เหมาะสำหรับการทำความร้อนในห้องปฏิบัติการและเครื่องครัวที่มีการหมุนเวียนความร้อนซ้ำๆ
อะตอมของโบรอนในเครือข่ายแก้วสร้างโครงสร้าง Si-O-B ที่เปิดกว้างมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกาบริสุทธิ์ สิ่งนี้จะช่วยลดการเคลื่อนที่ของเครือข่ายและยับยั้งการขยายตัวทางความร้อน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแก้วบอโรซิลิเกตจึงต้านทานการแตกร้าวภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
ใช่ มีระดับไฮโดรไลติกคลาส 1 ตามมาตรฐาน ISO 719 ทำให้ทนทานต่อน้ำ กรด และสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรงหลายชนิด มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์ยาและอุปกรณ์แปรรูปทางเคมี
แก้ว Borosilicate ใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับเลนส์ ปริซึม และฟิลเตอร์กรองแสง ด้วยการส่งผ่านประมาณ 90% ในช่วงที่มองเห็นและการขยายตัวทางความร้อนต่ำ จึงรักษาประสิทธิภาพการมองเห็นตลอดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ใช่ แก้วบอโรซิลิเกตสามารถขัดเงาให้ได้คุณภาพแสงได้ ด้วยการอบอ่อนที่เหมาะสมและการขัดเงาที่แม่นยำ ทำให้สามารถบรรลุความแม่นยำของพื้นผิวได้ถึง Lambda/10 ที่มีความหยาบของพื้นผิวต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบทางแสงที่มีความแม่นยำสูง
+86-13913920758
เลขที่ 190 ถนน Shuanglou เมือง Qutang เมือง Hai'an เมืองหนานทง มณฑลเจียงซู ประเทศจีน
ลิขสิทธิ์© Nantong Xiangyang Optical Element Co. , Ltd. สงวนลิขสิทธิ์. ประเทศจีนผู้ผลิตตัวกรองแสงแก้ว โรงงานแก้วแสงสั่งทำพิเศษ
