Història [ modifica ]
Vidre de borosilicat va ser desenvolupat per primera vegada per vidrier alemany Otto Schott a finals del segle 19. Otto Schott és també fundador de l'actual SCHOTT AG , que ha venut vidre de borosilicat sota la marca DURAN des de 1893. Un altre fabricant de DURAN és el Grup DURAN. Després de Corning Glass Works va introduir Pyrex el 1915, el nom es va convertir en sinònim de vidre de borosilicat en el món de parla anglès. No obstant això, el vidre de borosilicat és el nom d'una família de vidre amb diversos membres de costura completament diferents propòsits. Avui dia és més comú de borosilicat 3.3 similar al vidre SCHOTT Duran i Pyrex per Corning .
El fabricant europeu de Pyrex, Arc International , utilitza el vidre de borosilicat en els seus productes de cuina de vidre Pyrex; [1] No obstant això, el fabricant dels EUA de Pyrex estris de cuina utilitza temperat de vidre de sosa-calç . [2] Per tant Pyrex pot fer referència a vidre de calç sodada o vidre de borosilicat quan es parla de material de vidre cuina, mentre Pyrex, Bomex, Duran, TGI i SIMAX tots es refereixen a vidre de borosilicat quan es parla de vidre de laboratori . La diferència real és la marca i l'empresa que posseeix el nom de Pyrex. L'original de Corning mari fet de vidre de borosilicat va ser registrat com a marca en lletres majúscules (PYREX). Quan la divisió dels estris de cuina es va vendre, la marca es va canviar a minúscules (pyrex) i va canviar a vidre de sosa-calç de baixa expansió tèrmica. La part inferior de la nova cuina i estris de cuina d'edat pot ser inspeccionat per una diferència immediata. [ Cita requerida ] La divisió científica de Pyrex sempre ha estat utilitzant vidre de borosilicat. [ Citació necessària ]
A més de quars , carbonat de sodi i òxid d'alumini tradicionalment utilitzats en la fabricació de vidre, de bor s'utilitza en la fabricació de vidre de borosilicat. La composició de vidre de borosilicat de baixa expansió, com ara els gots de laboratori esmentats anteriorment, és d'aproximadament 80% de sílice , 13% d'òxid bòric , 4% d'òxid de sodi i òxid d'alumini 12-13%. Encara més difícil fer que el vidre tradicional causa de l'alta temperatura de fusió requerida (Corning va dur a terme una important reforma de les seves operacions per a la seva fabricació), que és econòmic de produir. La seva resistència a la durabilitat superior, química i tèrmica excel·lent troba el seu ús en productes químics de laboratori equip, estris de cuina, il·luminació i, en certs casos, Windows.
Les característiques físiques [ editar ]
El tipus comú de vidre de borosilicat utilitzat per a vidre de laboratori té una molt baixa expansió tèrmica coeficient (3,3 × 10 -6 K -1), [4] al voltant d'un terç a la del vidre de sosa-calç ordinària. Això redueix les tensions del material causats per gradients de temperatura, el que fa de borosilicat un tipus més adequat de vidre per a certes aplicacions (vegeu a baix). Quartzware fosa és encara millor en aquest aspecte (que té un quinze vegades d'expansió tèrmica menor que el vidre de sosa-calç), però la dificultat de treballar amb quars fos fa quartzware molt més car; vidre de borosilicat és un compromís baix cost. Com més resistent als xocs tèrmics que altres tipus de vidre, vidre de borosilicat encara pot esquerdar o trencar-se quan se sotmet a variacions ràpides o desiguals de temperatura. Quan es trenca, el vidre de borosilicat tendeix a esquerdar en trossos grans en comptes de trencant (s'encaixarà en lloc d'estella). [5]
El punt de reblaniment (temperatura a la qual la viscositat és d'aproximadament 10 7,6 poises ) de tipus 7740 Pyrex és 820 ° C (1510 ° F). [6]
Vidre de borosilicat és menys dens (al voltant de 2,23 g / cm 3) que la típica de vidre de sosa-calç causa de la baixa massa atòmica de bor.
El diferencial de temperatura que el vidre de borosilicat pot suportar abans de la fractura és d'aproximadament 165 ° C (329 ° F). Això es compara bé amb el vidre de sosa i calç, que pot suportar només un 37 ° C (99 ° F) canvi en la temperatura i és la raó per estris de cuina típica feta de vidre tradicional de sosa-calç es trencarà si un recipient que conté aigua bullint es col·loca en gel, però Pyrex o de laboratori de vidre de borosilicat altra no. [7]
Òpticament, vidres de borosilicat són vidres de la corona amb baixa dispersió ( nombres d'Abbe d'al voltant de 65) i relativament baixos índexs de refracció (1.51-1.54 través de la gamma visible).
Ús [ editar ]
Vidre de borosilicat té una àmplia varietat d'usos que van des estris de cuina a equip de laboratori, així com un component de productes d'alta qualitat, com ara implantables dispositius mèdics i dispositius utilitzats en l'exploració de l'espai
La salut i la ciència [ modifica ]
A més, el tub de borosilicat s'utilitza com la matèria primera per a la producció d' parenteral embalatge de drogues, com ara vials i precarregades xeringues , així com ampolles i cartutxos dentals . La resistència química del vidre de borosilicat minimitza la migració d'ions de sodi a partir de la matriu de vidre, pel que és molt adequat per a injectable de la droga aplicacions. Aquest tipus de vidre es denomina típicament com USP / EP JP Tipus I. Pràcticament tota la cristalleria modern laboratori està fet de vidre de borosilicat. És àmpliament utilitzat en aquesta aplicació per la seva resistència química i tèrmica i una bona claredat òptica, però el vidre pot reaccionar amb hidrur de sodi en escalfar i produir borohidruro de sodi , un laboratori comú agent reductor. Quars fos també es troba en alguns equips de laboratori quan el seu més alt punt de fusió i la transmissió d'UV es requereixen (per exemple, per a revestiments dels forns de tub i cubetes UV), però el cost i la dificultat de treballar amb quars que sigui excessiva per a la majoria d'equips de laboratori.
Borosilicat és àmpliament utilitzat en implantables dispositius mèdics com ara ulls protèsics, articulacions del maluc artificials, ciments ossis, materials compostos dentals (empastaments blancs) [9] , i fins i tot en els implants mamaris .
Molts dispositius implantables es beneficien dels avantatges úniques de la encapsulació de vidre de borosilicat. Les aplicacions inclouen dispositius de veterinaris de seguiment , neuroestimuladores per al tractament de l'epilèpsia, les bombes d'infusió implantables, implants coclears, i sensors fisiològics. [10]
