Co to jest szkło odporne na ciepło?

Szkło oporne na ciepło to szkło, które jest bardziej odporne na wstrząs termiczny niż zwykłe szkło. Dlatego nadaje się do zastosowań przemysłowych, budowlanych i gotowania, w których zmiany temperatury prawdopodobnie spowodowałyby rozbicie zwykłego szkła. Szkło oporne na ciepło to zwykle szkło borokrzemowe, szkło z hartowaną sodą lub szklane ceramiczne. Glass Bakeware jest często określane przez ogół społeczeństwa jako Pyrex®, ale jest to właściwie znak towarowy Corning®, Inc., głównego producenta produktów szkła i ceramicznych.

Gdy większość materiałów jest podgrzewana, rozszerzają się; Po ochłodzeniu kurczą się. Ta właściwość jest znana jako rozszerzanie termiczne , a liczba, która wyznacza, o ile dany materiał rozszerza się lub kontrakty nazywa się jego współczynnikiem rozszerzalności termicznej . Szkło ma wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, co oznacza, że ​​rozszerza się bardzo szybko po podgrzaniu. Ta szybka ekspansja może powodować rozbicie szkła, co jest konsekwencją znaną jako szok termiczny . SzkłoMożna wytwarzać wstrząs termiczny, zmieniając jego skład chemiczny, metodę produkcji lub oba.

Najbardziej zwykłe szkło jest wytwarzane przez zmieszanie dwutlenku krzemu, wapno, węglanu sodu i niewielkich ilości innych minerałów. Jest to znane jako szkło z sodą i jest używane do szklanych butelek i słoików, okien i innych typowych zastosowań. Pod koniec XIX wieku niemiecki chemik Otto Schott wymyślił szklankę borokrzemianu, dodając bor do mieszanki.

Szkło borokrzemowe jest lżejsze i mocniejsze niż szkło w połowie sody, ma wyższą temperaturę topnienia i ma znacznie niższy współczynnik rozszerzania cieplnego. Służy do opornego na ciepło szklanego sprzętu laboratoryjnego, takiego jak rurki testowe; do pieczenia i naczyń do serwowania; oraz w zastosowaniach przemysłowych, w których konieczna jest wysoka odporność na szok termiczny, takie jak płytki izolacyjne termiczne. Jest również stosowany jako wysokiej jakości szkło optyczne-w dużych teleskopach,Na przykład - ponieważ dobrze przesyła światło i opiera się zmieniającym kształt.

Corning® spopularyzował użycie szklanki borokrzemianowej w Bakeware pod marką Pyrex®, ale większość Pyrex® sprzedawana obecnie w Stanach Zjednoczonych to szkło z limonki sodowej. Hartowane szkło zostało poddane obróbce cieplnej podczas produkcji, co powoduje, że wewnętrzna część szkła ma kontraktować i napięcie powierzchniowe do zwiększenia, co powoduje lepsze równoważenie naprężeń w szkle. Hartowane szkło jest silniejsze niż nieokreślone szkło, a lepiej opiera się wstrząsowi termicznemu.

Oporne na ciepło szkło temperowane jest stosowane w naczyniach kuchennych i szklanych ekranach kominkowych. Główną wadą stosowania tego typu szkła jest to, że jego kształtu nie można modyfikować po chłodzeniu. Cięcie lub odpryskiwanie hartowanego szkła niezrównoważa jego wewnętrzne naprężenia, co sprawia, że ​​łatwo się pękł. Kiedy pęknie, ma tendencję do rozkładania się na małe kawałki, a nie na duże, ostre fragmenty. Z tego powodu jest często używany na szybach samochodowych.

Szklana ceramika to szkło, które zostało obróbki cieplne, dopóki kryształy zaczną tworzyć się w szkle. Zmieniając ilość kryształu, możliwe jest stworzenie opornego na ciepło szkła o szerokim zakresie możliwych współczynników rozszerzalności cieplnej. Szklana ceramika jest najczęściej używana do szklanych wierzchołków pieców i powierzchni gotowania, do ekranów kominkowych i do odpornych na ogień paneli szklanych. W budownictwie okno lub szklany panel, który jest opisany jako „odporny na ogień”, jest zwykle szkłem sodowym, które zostało oszklone szklanką lub jest zbudowane z dwóch patelów i wypełnionych materiałem ognioodpornym.