耐熱ガラスとは？

耐熱ガラスは、通常のガラスよりも熱衝撃に強いガラスです。 したがって、温度の変化により通常のガラスが粉砕される可能性が高い産業、建設、および調理用途に適しています。 耐熱ガラスは通常、ホウケイ酸ガラス、強化ソーダ石灰ガラス、またはガラスセラミックです。 一般的にガラス製耐熱皿はパイレックス®と呼ばれますが、これはガラスおよびセラミック製品の大手メーカーであるコーニング®の商標です。

ほとんどの材料は加熱されると膨張します。 冷却されると、彼らは収縮します。 この特性は熱膨張と呼ばれ、特定の材料がどの程度膨張または収縮するかを指定する数値は、 熱膨張係数と呼ばれます。 ガラスは熱膨張係数が高いため、加熱すると非常に急速に膨張します。 この急速な膨張により、ガラスが砕け、 熱衝撃として知られる結果になることがあります。 ガラスは、その化学組成、製造方法、またはその両方を変更することにより、熱衝撃に耐えるようにすることができます。

ほとんどの通常のガラスは、二酸化ケイ素、石灰、炭酸ナトリウム、および少量の他のミネラルを混合して作られています。 これはソーダ石灰ガラスとして知られており、ガラス瓶や瓶、窓ガラス、その他の一般的な用途に使用されます。 19世紀後半、ドイツの化学者オットーショットは、混合物にホウ素を加えることでホウケイ酸ガラスを発明しました。

ホウケイ酸ガラスは、ソーダ石灰ガラスよりも軽くて強く、融点が高く、熱膨張係数がはるかに低い。 試験管などの耐熱ガラス実験装置に使用されます。 耐熱皿と料理を提供します。 また、断熱タイルなど、熱衝撃に対する高い耐性が必要な産業用アプリケーションで。 また、例えば大型望遠鏡などの高品質の光学ガラスとしても使用されます。光をよく透過し、形状の変化に耐えるからです。

Corning®は、パイレックス®ブランド名で耐熱皿にホウケイ酸ガラスの使用を広めましたが、現在米国で販売されているパイレックス®のほとんどは、強化ソーダ石灰ガラスです。 強化ガラスは製造中に熱処理され、ガラスの内部が収縮し、表面張力が増加するため、ガラスの応力のバランスが改善されます。 強化ガラスは、強化ガラスよりも強く、熱衝撃に対する耐性が優れています。

耐熱強化ガラスは、調理器具やガラスの暖炉のスクリーンに使用されています。 このタイプのガラスを使用する主な欠点は、冷却後に形状を変更できないことです。 強化ガラスを切断またはチッピングすると、内部応力のバランスが崩れ、破損しやすくなります。 壊れると、大きくて鋭い破片ではなく、小さな破片になりがちです。 このため、自動車のフロントガラスでよく使用されます。

ガラスセラミックは、結晶がガラスに形成され始めるまで熱処理されたガラスです。 結晶の量を変えることにより、広範囲の熱膨張係数を持つ耐熱ガラスを作成できます。 ガラスセラミックは、主にガラスストーブトップと調理面、暖炉のスクリーン、および耐火ガラスパネルに使用されます。 構造上、「耐火性」と呼ばれる窓またはガラスパネルは、通常、ガラスセラミックでガラス張りされたソーダライムガラス、または2つのペインで構成され、難燃性材料で満たされています。