شیشه بوروسیلیکات چیست؟
شیشه بوروسیلیکات نوعی شیشه است که سیلیس و تری اکسید بور به عنوان ترکیبات اصلی تشکیل دهنده و با مقدار اکسید بور بیش از ۴ درصد وزنی است.
این نوع شیشه‌ها ضریب انبساط حرارتی کم تا متوسط داشته، رفتار ویسکوزیته-دمای بلند و چگالی کمی دارند. بسیاری از ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی، صنعتی و خانگی با استفاده از این نوع شیشه ساخته می‌شوند. این شیشه‌ها در بازار با نام‌های تجارتی مانند پیرکس، سیماکس، ترکس و … شناخته می‌شوند.
در سالهای اخیر ، انواعی از شیشه‌های بوروسیلیکات که برای کارهای عمومی و ساخت لوازم آزمایشگاهی مناسب هستند، تولید شده است. اکنون این شیشه‌ها در سطح وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرند و اکثر مردم آنها را با نام عمومی پیرکس می‌شناسند.
ویژگیهای شیشه بوروسیلیکات
مهمترین ویژگی فیزیکی شیشه بوروسیلیکات ، کم بودن ضریب انبساط حرارتی آنهاست که در مطابق استاندارد ایزو برابر ۶- ۱۰ × (۱/۰±۳/۳) است. به همین دلیل این نوع شیشه به شیشه ۳–۳ نیز معروف است. وجود این خاصیت منجر به افزایش مقاومت این شیشه در مقابل شوک حرارتی می‌شود. مقاومت این نوع شیشه‌ها حدوداً سه برابر بیشتر از مقاومت شیشه‌های سودالایم است.
این شیشه‌ها دارای ضریب انبساطی پایین و مقاومت حرارتی زیاد می‌باشند. در نتیجه خطر شکستن آنها در هنگام گرم کردن یا سرد کردن ناگهانی کمتر است. مقاومت این شیشه‌ها در تماس با مواد شیمیایی بسیار زیاد است و امکان خرابی سطح شیشه به مرور زمان کمتر است. شیشه‌های بوروسیلیکاتی همچنین از هدایت حرارتی بالایی برخوردارند.
به دلیل هدایت حرارتی بالا و مقاومت زیاد در برابر شوک حرارتی، بسیاری از ظروف شیشه‌ای در معرض حرارت (مانند شیشه آلات آزمایشگاهی و ظروف پخت‌وپز) از این نوع شیشه ساخته می‌شوند.
این شیشه‌ها نسبت به شیشه‌های قلیایی سخت‌تر بوده و در مقابل افزایش فشار سطحی مقاومت مکانیکی آنها بیشتر است. با توجه به این خواص، در ساختن وسایلی که مقاومت در برابر حرارت و مواد شیمیایی مهم باشد، می‌توان از این شیشه‌ها استفاده نمود. اشیای شیشه‌ای را می‌توان با جداره نازکتر درست کرد. بدون اینکه در مقاومت حرارتی آن تأثیری داشته باشد.
ویژگی تحمل دمای شیشه بوروسیلیکات
حداکثر دمایی که شیشه تحمل می‌کند، در حدود 500 درجه سانتی‌گراد و با بعضی ترکیبات خاص تا 650 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. شیشه‌های بوروسیلیکات برحسب نوع ترکیبات آن در دمای بالای 500 درجه سانتی‌گراد فرم می‌گیرند و نرم می‌شوند. دمای عملیات حرارتی تاباندن این شیشه به منظور بادوام کردن آن بر حسب نوع ترکیب از 600 تا 650 درجه سانتی‌گراد متغیر است.
شیشه بوروسیلیکات نسبت به تقریباً تمامی مواد شیمیایی به جز اسید هیدروفلوریک، اسید فسفوریک و محلول‌های سوزش‌آور داغ قوی از نظر واکنش دهی خنثی است . از بین این موارد ، اسید هیدروفلوریک بیشترین و جدی‌ترین تأثیر را بر روی این شیشه می‌گذارد، حتی هنگامی که غلظت آن بسیار کم و در اندازهٔ بخش در میلیون است .
اسید فسفوریک و محلول‌های سوزش‌آور هنگامی که سرد می‌باشند مشکلی ایجاد نمی‌کنند ولی در دماهای بالاتر ممکن است سبب بروز خوردگی شوند . به عنوان نمونه، در مورد محلول‌های سوزش‌آور تا حداکثر غلظت 30 درصد آنها را می‌شود با خیال راحت در دمای محیطی حمل کرد .
معایب شیشه بوروسیلیکات
از معایب این شیشه‌ها می‌توان گفت که این شیشه‌ها گرانتر از شیشه‌های قلیایی هستند، در اتصالات شیشه‌های بوروسیلیکات باقیماندن سوراخ‌های سوزنی شکل رایج است و همچنین این شیشه‌ها برای کار به دمای بالایی نیاز دارند.
تفاوت بین شیشه بورسیلیکات و شیشه سودا چیست؟
لیوان سودا رایج ترین نوع شیشه است. شما آن را در انواع کاربردها ، از پنجره های شیشه ای گرفته تا لیوان های شیشه ای مشاهده می کنید. شیشه های آهک سودا حدود 90 درصد از کل شیشه های تولید شده در جهان را تشکیل می دهد.
تفاوت اصلی شیشه آهک سودا و شیشه بوروسیلیکات در دی اکسید سیلیکون و محتوای تری اکسید بور آنها است. شیشه آهک سودا به طور معمول حاوی 69 درصد دی اکسید سیلیکون در مقایسه با 80.6 برای شیشه بوروسیلیکات است. همچنین حاوی تری اکسید بور به مراتب کمتر است: فقط 1 درصد در مقایسه با 13 درصد در بوروسیلیکات.
چهار عامل شیشه بورسیلیکات را از همتای معمولی آن با سودا متمایز می کنند. این مقاومت در برابر شوک حرارتی است ، به این معنی که می توانید آب جوش را درون یک کوزه شیشه ای بورسیلیکات ریخته و شکستگی نخواهد داشت. شیشه بورسیلیکات سخت تر از شیشه معمولی است زیرا می تواند در شکل های پیچیده تری شکل گیرد. همچنین در برابر فرسایش اسید مقاوم تر است (به همین دلیل است که معمولاً در آزمایشگاه های شیمی از آن استفاده می کنید).