(图片来源于SCHOTT官网)
新技术诞生新材料,新材料又促进新技术的发展。进入21世纪以来各种新技术新行业如雨后春笋般出现,传统玻璃越发不能满足高新技术行业的发展,对特种玻璃的需求越来越大,要求也越来越高。
特种玻璃指应用于现代特殊技术上的玻璃,品种繁多,应用日益广泛。特种玻璃包括特种浮法玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃及碱土硅酸盐玻璃等具有高透性、高稳定性、生物相容性等特殊性质的玻璃,在航空航天、生命科学、电子信息、化学反应与分析、建筑防火等领域应用广泛。
在上述的特种玻璃中,硼硅酸盐玻璃(如BOROFLOAT®33)显得尤为出色,其应用领域之广、范围之深是其它品种玻璃难以达到的。从实验室用仪器玻璃到建筑防火玻璃,从日常生活用得器皿炊具玻璃到特种显色器玻璃,从普通化工领域到精密光电领域,甚至在探索生命密码的分子生物学领域均可以看到硼硅酸盐玻璃的身影。
硼硅酸盐玻璃指高硼低硅硼硅酸盐玻璃,其基本成分为SiO2、B2O3、Na2O,除此还有少量的Al2O3、BaO、CaO。结构决定其性能,研究表明,Na2O提供的游离氧可使硼氧三角体[BO3]转变为硼氧四面体[BO4],硼的层结构转变为架状,促进SiO2和B2O3形成均匀一致的玻璃结构。在这样的条件下,当[SiO4]和[BO4]共同组成结构网络时,使其网络结构完整性和紧密程度进一步增加。因此,硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能,如良好的热稳定性、电绝缘性、化学稳定性、机械性能和光学性能等。
热学性能 硼硅酸盐玻璃高含量的SiO2和B2O3使得其具有出色的网络完整性和致密度,稳定性自然也高,与普通钠钙硅玻璃相比具有优良的热学性能。如硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数小,升温或降温过程中不易变形,还可保持其原本的形状;并且其耐热冲击性一般大于150℃,可直接用明火进行加热,被称为硬质玻璃。硼硅酸盐玻璃良好的热稳定性,使其在器皿炊具、建筑防火等领域得到广泛应用,此外也常作为实验室仪器如烧杯、烧瓶等。
光学性能 优良的加工工艺和精选的原材料,再加之本身的良好性能,制备的硼硅酸盐玻璃具有较高的透光率和低的荧光强度,使得硼硅酸盐玻璃在电泳、光学、光子学、光电学和分析设备等领域得到广泛而理想的应用。在生命科学领域的癌细胞靶点研究中,当用荧光物质标记抗体时,高品质硼硅酸盐玻璃极低的荧光性能极大的降低了实验误差,便于研究人员得到更明确的结果。此外,其良好的透光性能,使的硼硅酸盐玻璃在显微镜、安全柜、分析检测等设备上具有显著优势。
机械性能 即使比普通钠钙硅玻璃的密度低12%左右,硼硅酸盐玻璃的机械性能也是不容小趋的。紧密的结构使其具有较高的表面硬度,还可以防止刮痕,并且极薄时也可保持良好的机械性能。而其较低的密度使得硼硅酸盐玻璃成为高层建筑用玻璃的首选,同时还被用作防弹玻璃和装甲车玻璃等。
化学性能 硼硅酸盐玻璃对水、强酸、碱以及有机物质的腐蚀具有高度耐受性,特别适用于化工领域仪器如反应釜等。此外其还具有相当好的抗水解性,可以抵抗空气中的水蒸气,甚至含液态酸或碱的水的侵蚀。硼硅酸盐玻璃是化学稳定性高的中性玻璃,且机械性能强,在药用玻璃中应用广泛。
作为硼硅酸盐玻璃的代表,肖特的BOROFLOAT®33采用独一无二的微浮法工艺和最先进的技术制备,具有卓越的特性和广泛的用途。除去一般硼硅酸盐玻璃优异的热稳定性、机械强度、化学稳定性,BOROFLOAT®33的光学性能更是出色,其质地均匀、表面平整度高,同时又是清澈透明的无色玻璃,在整个光谱范围具有优越的透光性和极低的荧光强度。BOROFLOAT®33已在许多传统应用领域得到广泛的认可,如今其又在新兴的、技术复杂的特种玻璃应用方面,如精密光学、生物医药、半导技术、光伏技术等行业继续拓展自己的领地。详情可点击此链接:http://www.schott.com/innovation/cn/diagnostics/?WTC=cn_diagnostics_inn_verticalbanner_cphi_local
硼硅酸盐玻璃优异的性能决定其必然会得到广泛的应用与发展,并且伴随着科学技术的不断发展,以及人们对特种玻璃要求和需要的不断提高,硼硅酸盐玻璃将会变得越来越重要。
参考来源:
1. 浅谈硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势;
2. 特种玻璃的研究进展与应用开发;
3. https://wenku.baidu.com/view/9ed4b0dcf7ec4afe04a1dfa5.html。
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