شیشه بوروسیلیکات: راهنمای کامل

شیشه بوروسیلیکات که در میان عموم با نام «شیشه پیرکس» نیز شناخته می‌شود، نوعی شیشه مقاوم است که بیش از ۱۰۰ سال در صنایع مختلف از ظروف پخت‌وپز گرفته تا قطعات اپتیکی کاربرد داشته است. این شیشه که گاهی به اختصار «بورو» نیز نامیده می‌شود، به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فردش محبوبیت زیادی پیدا کرده است.

در این مقاله، هر آنچه باید درباره شیشه بوروسیلیکات بدانید را بررسی خواهیم کرد، از تاریخچه و ترکیب شیمیایی آن گرفته تا کاربردها و مزایای آن در صنایع مختلف.

تامین و خرید انواع شیشه با نازلترین قیمت و در سریعترین زمان

در صورت درخواست ثبت سفارش، از طریق واتس اپ پیام بدهید

شیشه بوروسیلیکات

شیشه کوارتز تخت

میله کوارتز

شیشه BK7

لوله کوارتز

شیشه FTO / ITO

شیشه بوروسیلیکات چیست؟

تعریف:
شیشه بوروسیلیکات نوعی شیشه شفاف و خنثی (جامد شفاف) است که حاوی بیش از ۵٪ اکسید بور (B₂O₃) در ترکیب با سیلیس (SiO₂)، اکسید آلومینیوم (Al₂O₃) و اکسید سدیم (Na₂O) می‌باشد. این ترکیب باعث ایجاد شفافیت نوری بالا و خواص مکانیکی مطلوب در شیشه می‌شود. شیشه بوروسیلیکات به دلیل مقاومت فوق‌العاده در برابر حرارت، شوک‌های حرارتی و عوامل شیمیایی کاربردهای گسترده‌ای دارد.

ویژگی‌های برجسته:

• مقاومت در برابر شوک حرارتی: این ویژگی باعث می‌شود شیشه بوروسیلیکات بهترین انتخاب برای تولید ظروف پخت‌وپز باشد که پس از خارج شدن از فر و قرار گرفتن در تماس با مواد بسیار سرد دچار ترک یا شکستگی نمی‌شود.
• مقاومت حرارتی و شیمیایی: مقاومت بالا در برابر حرارت و مواد شیمیایی (چه مواد قلیایی و چه اسیدی) دلیل اصلی استفاده از این شیشه در تجهیزات آزمایشگاهی است.

شیشه بوروسیلیکات به دلیل ترکیب منحصربه‌فرد و خواص استثنایی خود در صنایع مختلفی مانند آزمایشگاه‌ها، تجهیزات پزشکی، صنایع غذایی و حتی در ساخت لنزهای اپتیکی کاربرد دارد.

شیشه بوروسیلیکات رنگی

افزودن مقادیر بسیار کم (در حد ppm) از عناصر شیمیایی می‌تواند منجر به تولید شیشه بوروسیلیکات رنگی و بسیار پایدار شود.

برای مثال:

• عنصر آهن (Fe) باعث ایجاد شیشه‌ای به رنگ سبز می‌شود.
• عناصر طلا (Au) شیشه را به رنگ قرمز درمی‌آورد.
• مس (Cu) و کبالت (Co) برای ایجاد رنگ‌های آبی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این ویژگی‌ها باعث می‌شوند شیشه بوروسیلیکات رنگی در صنایع تزئینی، هنری و حتی برخی تجهیزات علمی کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.

کار با لوله‌های شیشه‌ای (Lampworking)

شیشه بوروسیلیکات برای شکل‌دهی نیاز به دمای بالاتری دارد، اما به دلیل مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی و دوام فوق‌العاده، انتخاب محبوبی در میان هنرمندان شیشه‌گر است که روی ساخت قطعات پیچیده کار می‌کنند. ماده اولیه به‌صورت لوله‌های شیشه‌ای عرضه می‌شود که می‌توان آن‌ها را با دمیدن به اشکال مختلف تبدیل کرد. همچنین لوله‌های رنگی بوروسیلیکات به‌طور گسترده در کارهای تزئینی استفاده می‌شوند.

شیشه بوروسیلیکات تخت (Flat Glass)

شیشه بوروفلوت (Borofloat) با همان فرآیندی تولید می‌شود که برای ساخت شیشه‌های تخت معمولی به کار می‌رود. این فرآیند امکان تولید ورق‌های شیشه‌ای بسیار صاف و یکدست در ضخامت‌های مختلف را فراهم می‌کند. به همین دلیل، شیشه بوروسیلیکات یکی از گزینه‌های محبوب برای تولید پنجره‌های مقاوم است.

شیشه اپتیکی (Optical Glass)

یکی از رایج‌ترین انواع شیشه‌های اپتیکی، شیشه N-BK7 است که از نوع بوروسیلیکات کرون (Crown) محسوب می‌شود. معادل‌های دیگر این شیشه شامل H-K9L از شرکت CDGM و شیشه B270 هستند که کاربردهای مشابهی دارند.

تفاوت شیشه بوروسیلیکات و شیشه معمولی چیست؟

تفاوت اصلی بین شیشه بوروسیلیکات و شیشه معمولی (که معمولاً به آن شیشه سودا-لایم گفته می‌شود) در وجود عنصر بور در ترکیب شیشه بوروسیلیکات است. این عنصر باعث می‌شود شیشه در برابر دماهای بالا مقاوم‌تر باشد. البته همین ویژگی باعث می‌شود که تولید شیشه بوروسیلیکات نیاز به دمای بالاتری داشته باشد و به همین دلیل هزینه تولید آن بیشتر است.

شیشه بوروسیلیکات دارای ضریب انبساط حرارتی سه برابر کمتر نسبت به شیشه معمولی است، که همین موضوع آن را در برابر شوک‌های حرارتی بسیار مقاوم‌تر می‌کند.

هر دو نوع شیشه می‌توانند به صورت صفحات تخت و مسطح از طریق فرآیند “فلوات” تولید شوند. شیشه سودا-لایم تولید شده با این روش معمولاً به نام “فلوات” شناخته می‌شود، در حالی که نوع بوروسیلیکات به نام “بروفلوات” شناخته می‌شود.

در حالی که شیشه سودا-لایم معمولاً ته‌رنگ سبز دارد، شیشه بوروسیلیکات بسیار شفاف است و حتی می‌توان از آن در تولید لنزها و تجهیزات نوری با کیفیت بالا استفاده کرد.

ویژگی‌های شیشه بوروسیلیکات

شیشه‌های بوروسیلیکات بر اساس ضریب انبساط حرارتی نام‌گذاری می‌شوند که رایج‌ترین انواع آن Boro 3.3 و Boro 5.0 هستند. جدول زیر مشخصات متداول شیشه بوروسیلیکات را نشان می‌دهد:

این ویژگی‌ها باعث می‌شوند شیشه بوروسیلیکات در صنایع مختلف از جمله آزمایشگاه‌ها، اپتیک، تولید ظروف حرارتی و تجهیزات مقاوم در برابر حرارت، مورد استفاده گسترده قرار گیرد.

از کجا قطعات بوروسیلیکات بخرید؟

این بستگی به کاربرد شما دارد. برای لوله‌ها و صفحات، می‌توانید با تولیدکنندگان مواد اولیه تماس بگیرید. برای لوازم آشپزخانه، می‌توانید با کارخانه‌های پرس و یا هنرمندان لامپ‌کاری تماس بگیرید، در حالی که برای اپتیک‌های بوروسیلیکات تاجی، باید با تأمین‌کنندگان اپتیک دقیق تماس بگیرید.

The main difference, as its name put it is the presence of Boron in the material, which enable a resistance to higher temperatures than soda-lime glass but also borosilicate need to be produced at higher temperatures making it more expensive to produce.

Borosilicate glass : a complete guide – Sinoptix | Optical components