Borosilikatglas
Borosilikatglas, auch als Borsilikatglas oder Borosilicatglas bezeichnet, nach ISO 3585 ist ein sehr chemikalien- und temperaturbeständiges Glas, das vor allem für Glasgeräte im Labor, der chemischen Verfahrenstechnik und im Haushalt eingesetzt wird. Die gute chemische Beständigkeit gegenüber Wasser, vielen Chemikalien und pharmazeutischen Produkten (hydrolytische Klasse 1) erklärt sich durch den Bor-Gehalt der Gläser. Die Temperaturbeständigkeit und Unempfindlichkeit der Borsilikatgläser gegen plötzliche Temperaturschwankungen sind Folgen des geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten (≈ 3,3 × 10−6 K−1) von Borsilikat.
Zusammensetzung
Borosilikatglas besteht aus
- 70 % bis 80 % Siliciumdioxid (SiO2)
- 7 % bis 13 % Bortrioxid (B2O3).
- 4 % bis 8 % Alkalioxiden (Natriumoxid Na2O; Kaliumoxid K2O)
- 2 % bis 7 % Aluminiumoxid (Al2O3)
- 0 % bis 5 % Erdalkalioxiden (CaO, MgO, ...)
Der Name der Glasgruppe ist aus den beiden Komponenten mit den größten Anteilen abgeleitet.
Eigenschaften
Die mechanischen, optischen und chemischen Eigenschaften von Borsilikatgläsern ähneln sich. Hier sind beispielhaft die Eigenschaften von Duran angegeben.[1]
| Eigenschaft | Wert | Anmerkung |
|---|---|---|
| Brechungsindex für oranges Licht (587 nm) | $ n=1{,}473 $ | Deutlich niedriger als Flintglas |
| Abbe-Zahl | $ \nu =65 $ | Damit handelt es sich um ein typisches Kronglas |
| Dichte | $ \rho =2{,}23~\mathrm {g/cm^{3}} $ | Etwa um 10 % leichter als Fensterglas. |
| E-Modul | $ E=64\cdot 10^{3}~{\rm {N/mm^{2}}} $ | |
| Relative Dielektrizitätszahl | $ \varepsilon _{\text{r}}=4{,}6 $ | |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | $ \alpha =3{,}3\cdot 10^{-6}~\mathrm {K^{-1}} $ | Etwa 40 % des Wertes von Fensterglas |
| Wärmeleitfähigkeit | $ k=1{,}2~{\rm {W/(K\cdot m)}} $ | Ähnlich wie Zement |
| Spezifische Wärmekapazität | $ C=830~{\rm {J/(kg\cdot K)}} $ | |
| Maximale Arbeitstemperatur | $ T_{\rm {max}}=500~{\rm {^{\circ }C}} $ | |
| Temperatur des Glasübergangs | $ T_{\rm {glas}}=525~{\rm {^{\circ }C}} $ | |
| Erweichungspunkt | $ T=825~{\rm {^{\circ }C}} $ |
Borosilikatglas verhält sich gegenüber den meisten Chemikalien nahezu inert. Der Abtrag des Glases ist sehr gering, aber nicht null. Es gibt Prüfverfahren nach: ISO 720 (Hydrolytische Beständigkeit), ISO 695 (Laugenbeständigkeit) und DIN 12116 (Säurebeständigkeit). Es wird bei dauerhafter Einwirkung von Flusssäure, konzentrierter, heißer Phosphorsäure und konzentrierten Laugen wie Natronlauge angegriffen.
Anwendung
Borosilikatglas wird vielfach als Behälterglas in der Chemie und allgemein in der Industrie verwendet.
Borosilikatglas wird auch als Flachglas hergestellt. Ein Herstellungsverfahren hierfür ist unter dem Namen Borofloat (Zusammenziehung der Worte Borosilikatglas und Floatglasverfahren) bekannt.
Borosilikatglas ist die Trägersubstanz zur inerten Lagerung radioaktiver Abfälle. Im Schmelzverfahren werden Glasmasse und radioaktive Substanz gemischt und abgefüllt (beispielsweise bei Eurochemic in Mol (Belgien) bis 1974, Verglasungseinrichtung Karlsruhe (Deutschland) bis 1990, Atelier Vitrification Marcoule in Nuklearanlage Marcoule (Frankreich) bis heute, Wiederaufarbeitungsanlage La Hague in La Hague (Frankreich) bis heute, Sellafield bei Seascale (UK) bis heute).
Handelsnamen
Borosilikatglas wird in leicht unterschiedlichen Zusammensetzungen unter verschiedenen Handelsnamen angeboten:
- Borofloat von Schott, ein Borsilikatglas, das wie Fensterglas in einem Floatprozess zu flachen Scheiben gegossen wird.
- BK7 von Schott, ein Borosilikatglas mit besonders großer Reinheit. Haupteinsatzgebiet sind Linsen und Spiegel für Laser, Kameras und Teleskope.
- Duran von Schott, ähnlich wie Pyrex, oder Jenaer Glas.
- Fiolax von Schott. Haupteinsatzgebiet sind Behälter in der Medizin.
- Ilmabor von TGI. Haupteinsatzgebiet sind Gefäße und Geräte in Laboren und für Medizin.
- Jenaer Glas von Zwiesel Kristallglas, ehemals Schott AG. Haupteinsatzgebiet ist Küchengeschirr.
- Pyrex von Arc International Cookware, ehemals Corning. Haupteinsatzgebiet ist Küchengeschirr, ehemals auch Laborbehälter.
- Rasotherm von VEB Jenaer Glaswerk Schott & Genossen, fand breite Anwendung als Technisches Glas.
- Simax von Pegasus Industrial Specialties, ähnlich wie Pyrex oder Jenaer Glas.
- Willow Glass ist ein alkalifreies, sehr dünnes und biegsames Borosilikatglas der Firma Corning.
Weblinks
Wiktionary: Borosilikatglas – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Borosilicate glass – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Einzelnachweise
- ↑ duran-properties.html, Datenblatt von Duran