Wat is hittebestendig glas?

Hittebestendig glas is glas dat beter bestand is tegen thermische schokken dan gewoon glas. Het is daarom geschikt voor industriële, bouw- en kooktoepassingen waar veranderingen in temperatuur waarschijnlijk tot gevolg hebben dat gewoon glas breekt. Hittebestendig glas is meestal borosilicaatglas, gehard natronkalkglas of glaskeramiek. Glazen bakvormen worden door het grote publiek vaak Pyrex® genoemd, maar dit is eigenlijk een handelsmerk van Corning®, Inc., een belangrijke fabrikant van glas- en keramische producten.

Wanneer de meeste materialen worden verwarmd, zetten ze uit; als ze afgekoeld zijn, trekken ze samen. Deze eigenschap staat bekend als thermische expansie , en het getal dat aangeeft hoeveel een bepaald materiaal uitzet of krimpt, wordt de thermische uitzettingscoëfficiënt genoemd. . Glas heeft een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt, wat betekent dat het bij verhitting zeer snel uitzet. Door deze snelle uitzetting kan het glas breken, een gevolg dat bekend staat als een thermische schok . Glas kan worden gemaakt om thermische schokken te weerstaan ​​door de chemische samenstelling, de fabricagemethode of beide te veranderen.

Het meeste gewone glas wordt gemaakt door siliciumdioxide, kalk, natriumcarbonaat en kleine hoeveelheden andere mineralen te mengen. Dit staat bekend als natronkalkglas en wordt gebruikt voor glazen flessen en potten, ruiten en andere veel voorkomende toepassingen. Aan het einde van de 19e eeuw vond de Duitse chemicus Otto Schott borosilicaatglas uit door boor aan de mix toe te voegen.

Borosilicaatglas is lichter en sterker dan natronkalkglas, heeft een hoger smeltpunt en een veel lagere thermische uitzettingscoëfficiënt. Het wordt gebruikt voor hittebestendige glazen laboratoriumapparatuur, zoals reageerbuizen; voor bakvormen en serveerschalen; en in industriële toepassingen waar een hoge weerstand tegen thermische schokken noodzakelijk is, zoals thermische isolatietegels. Het wordt ook gebruikt als hoogwaardig optisch glas, bijvoorbeeld in grote telescopen, omdat het licht goed doorlaat en niet van vorm verandert.

Corning® maakte het gebruik van borosilicaatglas in bakvormen populair onder de merknaam Pyrex®, maar de meeste Pyrex® die tegenwoordig in de Verenigde Staten wordt verkocht, is gehard natronkalkglas. Gehard glas heeft tijdens de productie een warmtebehandeling ondergaan, waardoor het interne deel van het glas samentrekt en de oppervlaktespanning toeneemt, wat resulteert in een betere balans tussen spanningen in het glas. Gehard glas is sterker dan ongehard glas en is beter bestand tegen thermische schokken.

Hittebestendig gehard glas wordt gebruikt in kookgerei en in glazen haardschermen. Het grootste nadeel van het gebruik van dit type glas is dat de vorm na afkoeling niet kan worden gewijzigd. Het snijden of afbrokkelen van gehard glas brengt de interne spanningen uit balans, waardoor het gemakkelijk breekt. Als het breekt, heeft het de neiging om in kleine stukjes te breken in plaats van in grote, scherpe fragmenten. Om deze reden wordt het vaak gebruikt in autoruiten.

Glaskeramiek is glas dat een warmtebehandeling heeft ondergaan totdat er zich kristallen in het glas beginnen te vormen. Door de hoeveelheid kristal te variëren, is het mogelijk om hittebestendig glas te maken met een breed scala aan mogelijke thermische uitzettingscoëfficiënten. Glaskeramiek wordt meestal gebruikt voor glazen kookplaten en kookoppervlakken, voor haardschermen en voor brandwerende glaspanelen. In de constructie is een raam of glaspaneel dat wordt beschreven als "brandwerend" meestal natronkalkglas dat is geglazuurd met glaskeramiek, of is gemaakt van twee ruiten en gevuld met een brandvertragend materiaal.