硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展的新趋势

  工程技术 技术论坛 7 2017 年 年 2 2 月 第 第 0 20 卷· 295 · 硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势 张永福 浙江 嘉兴 314000 摘要：本文结合了具体的真实的情况以及一定的理论知识，叙述了目前的硼硅酸盐玻璃的应用现状，理性地分析了适用于它的发展趋势。 关键词：硼硅酸盐玻璃；应用现状；发展趋势 中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1671-5586（2017）20-0295-01 前言 硼硅酸盐玻璃与其他盐类玻璃材质相比，具有较高的热稳定性以及化学稳定性，它主要由碱性的硅酸盐玻璃以及不含有碱的金属化合物构成，在物质熔化方面，有一定的作用。在具体的材质使用方面，玻...

  工程技术 技术论坛 7 2017 年 年 2 2 月 第 第 0 20 卷 295 硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势 张永福 浙江 嘉兴 314000 摘要：本文结合了具体的实际情况及一定的理论知识，叙述了目前的硼硅酸盐玻璃的应用现状，理性地分析了适用于它的发展的新趋势。 关键词：硼硅酸盐玻璃；应用现状；发展的新趋势 中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1671-5586（2017）20-0295-01 前言 硼硅酸盐玻璃与其他盐类玻璃材质相比，具有较高的耐热性以及化学稳定性，它主要由碱性的硅酸盐玻璃以及不含有碱的金属化合物构成，在物质熔化方面，有一定的作用。在具体的材质使用方面，玻璃熔艺依靠它发挥了很大的作用，不仅如此，在耐火性能方面，也能够有所作为。 1 关于硼石抛麦盐玻璃的优越性能 硼硅酸盐玻璃由二氧化硅、氧化钠以及三氧化二硼基本构成，其中所必须的游离氧由氧化钠提供，有了这一分子的氧后，硼氧三角体就变成了硼氧四角体，其结构更加立体，由层状转变为架状，在这一架层空间内，三氧化二硼与二氧化硅形成密度均匀的玻璃就较为容易了，可以说，这一架层为二者的结合提供了一个较为稳定的生成场所。由此可见硼酸硅盐玻璃的紧密型以及完整性，这是热稳定性以及化学稳定性存在的基础。（1）热学性能。硼硅酸盐玻璃中含有大量的二氧化硅以及三氧化二硼，高氧分子的存在使得其稳定生要优于一般的由钠钙硅组成的玻璃，在热学方面的性能也较为突出，并能够应用到化工市场当中。在耐热性能方面，硼硅酸盐的△T 值常常要高于 150℃，而一般的玻璃则只在100℃左右，可见硼硅酸盐的耐热稳定隆要远远优于普通玻璃，这就是它被称为硬质玻璃的主要原因，所以在食品器具应用方面，建筑防火器械方面，有着广泛地应用。（2）光学性能。（3）机械性能。 2 应用现状 2. 1 仪器玻璃 仪器玻璃是指用于制造化学、生物和实验室器皿、管材和装置的玻璃。对仪器玻璃，其要求是：化学稳定性好、热稳定性好、机械强度高、工艺性能好等。而这正好与硼硅酸盐玻璃具有的优良性能相吻合，此类玻璃具有较高含量的二氧化硅与三氧化二硼。仪器玻璃种类繁多。按其性能、用途和工艺可分为：①化学器皿：如烧杯、烧瓶、曲颈瓶、蒸发皿等；②物理、化学仪器：如微量蒸馏烧瓶、微量蒸馏管、分馏管、试管等；③厚壁制品：如酒精灯、钟罩、干燥器、水槽等；④量器：如沉淀管、量筒、量杯、滴定管等；⑤温度计制品：如温度计、比重计、酒精计等。 2.2 器皿与炊具玻璃 玻璃器皿是玻璃工业的一个重要分支，基本属于压制和吹制类玻璃制品，其产量仅次于平板玻璃和瓶罐玻璃而位居第三。其特点是：透明度高、颜色艳丽、富有光泽、热稳定性和化学稳定性好、机械强度高。其中玻璃炊具要求抗热冲击性好，一般在 150℃以上才能直接用明火加热。用于玻璃炊具的玻璃主要有硼硅酸盐玻璃和微晶玻璃两大类。它们的特点是热膨胀系数低（一般在 40 X 10-7/ ℃以下）、抗热冲击强度高（一般在 150℃以上）。除用于炊具外，它还用于电炉的面板、微波加热器的顶板等厨房用加热部件。 2.3 药用玻璃 药用玻璃是医药包装行业的一个主要分支，也是整个医药工业的一个重要组成部分。药用玻璃通常是指较高化学稳定性的中性玻璃。它要求化学稳定性高、密封性好、机械性能强等，此类玻璃以硼硅酸盐玻璃为主。几种主要的药用玻璃为：（1）安瓿玻璃。指灌装针剂或药粉用的细颈薄壁玻璃小瓶。安瓿玻璃最为重要的是它的化学稳定性，这种玻璃的基础组成为硼硅酸盐玻璃。水针剂主要为安瓿玻璃，目前国内市场年需求量为 290 亿支，我国医药针剂将以每年 5%的速度增长，2010 年将达到 375 亿支，10%～15%的针剂需要耐强酸、强碱及避光的安瓿。（2）输液瓶，又称盐水瓶。其化学组成以铝硼硅酸盐或低硼硅酸盐玻璃为主。主要用来盛装生理盐水、葡萄糖溶液等药液，要求这种药瓶具有良好的中性，一定的抗热震性和机械强度。（3）注射器玻璃。通常以铝硼硅酸盐玻璃制造，使用前必须经高压蒸气消毒灭菌，以防止细菌感染。因此，要求注射器玻璃具有良好的耐热性能和较好的化学稳定性。 2.4 眼镜玻璃和视镜 光致变色玻璃一般分为均相型和异相型两大类，异相型光致变色玻璃形成系统十分广泛，其组成主要为硼硅酸盐玻璃。光致变色玻璃最普遍用作眼镜玻璃，以外，也可以用于汽车防护玻璃、激光防护、航天器的窗口材料、新型仪器的开关等。工业玻璃视镜是在一定温度和压力条件下使用的透视窗口玻璃，具有透明度高、耐温、耐压、化学稳定性好等特点。目前研制生产的玻璃视镜有“无碱铝硅玻璃视镜”、“硼硅酸盐玻璃视镜”、“石英玻璃视镜”三大系列，数个品种。工业玻璃视镜广泛用于石油、化工、医药等行业的管道、阀门、裂解炉、储液罐等压力容器和仪器仪表。 3 硼硅酸盐玻璃的发展前景 3.1 显示器玻璃 平板显示器已经成为人们日常生活的一部分。难以想象，如果没有显示器，我们的信息交流和技术操作将如何实现。从手表盘、温度仪和指示仪、通讯终端设备，如传真机、移动电话到台式计算机和电视机设备，硼硅酸盐玻璃都得到或即将得到广泛的应用。尤其是液晶显示器（LCD）现在已成为平板显示器中的新宠儿，并已经成为一种潮流。伴随玻璃加工技术的发展，显示器玻璃将向着大尺寸、薄厚度的方向发展，这些要求只有通过浮法技术才能得以实现。 3.2 光电池 资源与能源问题已经成为当今世界各国高度重视的问题，光电池作为一种可再生能源将成为 21 世纪的关键技术。目前，在光电材料中硅晶片仍然占据主导地位。然而，其价格非常昂贵，长远来看，它不可能大规模、大尺寸地生产。因此，光电池的发展的新趋势将是高效能薄膜太阳能电池，即减少层数和厚度，以此来降低成本。也就是说，将采用一层基片玻璃和一层覆盖玻璃。此基片玻璃要求能承受相当程度的热负荷（550～630℃），能化学侵蚀，此外还要满足机械强度要求等。而硼硅酸盐玻璃的良好的热膨胀性和耐热性可以与无定形的硅晶片相匹配。 4 结语 总之，硼硅酸盐玻璃以其优异的性能得到了广泛地应用和发展，其应用领域从实验室用仪器玻璃到建筑用防火玻璃；从日常生活用器皿炊具玻璃到特种显示器玻璃；从普通化工领域到精密光电学领域，领域之广、范围之深是其它品种玻璃所不可比拟的。伴随着玻璃熔化技术的提高，玻璃成形加工技术的进步，硼硅酸盐玻璃将会得到更大的发展和应用。 参考文献 [1]初相臣.我国硼硅酸盐玻璃的应用与发展前途研究[J].中国科技信息，2005（1）：16.