玻璃仪器是实验室最常用的仪器之一,没有材料可以预测。但是,为了更好的利用玻璃仪器,除了基本的操作技能之外,了解玻璃仪器的材质属性也是非常重要的,可以让你对玻璃仪器有更深入的了解。
玻璃的一般特性:
玻璃的主要原料有硅砂、硼酸或硼砂、石灰、玻璃屑、磷酸、碱等。)和其他含有钾、镁、锌、铝等氧化物的原料。
玻璃制品对水、盐溶液、酸、碱、有机溶剂都有很好的耐化学性,从这个角度来说超过了大多数塑料制品。只有氢氟酸和强碱或高温下的浓磷酸会侵蚀玻璃。玻璃产品的另一个特点是形状稳定和高透明度。
特定玻璃的特殊性能:
在实验室应用中,有许多不同性质的玻璃可供选择。
钠钙玻璃
钠钙玻璃具有良好的化学和物理性能。适用于短时间接触化学试剂和有限的热冲击。
硼硅酸盐玻璃
硼硅酸盐玻璃具有优异的化学和物理性能。根据国际标准DIN ISO 3585,一级水解玻璃的线性膨胀系数为3.3,适用于要求优异的耐化学性和耐热性以及高机械稳定性的应用。它是一种典型的玻璃,用于化学仪器,如圆底烧瓶和烧杯以及计量产品。
玻璃产品的使用
使用玻璃时,需要考虑抗热震性和机械力。必须遵循严格的安全措施:
不要与加热的体积测量仪器、量筒或试剂瓶热混合。
进行放热反应时,如稀释硫酸或溶解氢氧化钠,需要不断搅拌和冷却试剂,并选择合适的容器,如锥形瓶,切勿使用刻度量筒或容量瓶。
玻璃仪器不得暴露在突然剧烈的温度变化中。从热干燥箱中取出玻璃仪器时,切勿立即将其放在冰冷或潮湿的桌子上。
对于承压应用,仅使用为此目的设计的玻璃仪器。例子有:吸滤瓶和烘干机,确认完好后才能使用。
耐化学性:
水或酸与玻璃之间的化学相互作用几乎可以忽略不计。只有极少量,主要是一价阳离子,会从玻璃中溶解出来。在玻璃表面形成几乎没有空间隙的非常薄的硅胶层,以防止进一步侵蚀。氢氟酸和热磷酸是例外,因为这两种酸可以抑制保护层的形成。
碱与玻璃的化学相互作用
碱鄙视玻璃,随着浓度和温度的增加而增加。硅硼酸盐玻璃3.3可以将表面轻视限制在μ m级别,当然随着接触时间的延长,体积变化和/或氧化皮损伤仍有可能发生。
玻璃的耐水解性
一级水解玻璃可达到德国ISO 719标准五个耐水解等级中的一级。这意味着粒径为300-500μm的玻璃暴露在98℃的水中1小时,小于31μg Na2O/ g的玻璃水溶解。此外,一级水解玻璃也达到了DIN ISO 720 的一级水解水平。这意味着当暴露在121℃的水中1小时时,少于62微克Na2O/克的玻璃被水解。
耐酸性
一级水解玻璃达到根据DIN 12 116标准计算的四个电阻等级中的一级。一级水解玻璃又称耐酸硅酸盐硼酸盐玻璃,在6N HCL中煮沸6小时,表面重量小于0.7mg/100cm?;。而DIN ISO 1776 Na2O损耗小于100ug Na2O/100cm?。
耐碱性
一级水解玻璃达到DIN ISO 695标准三个耐碱等级的二级。同样体积的氢氧化钠和碳酸钠煮沸3小时造成的侵蚀约为134mg/100cm?。
机械阻力:
热应力
在生产和处理玻璃时,可能会引入有害的热应力。在熔融玻璃的冷却过程中,从塑性状态到硬态的转变发生在高、低退火温度点之间。在这个阶段,现有的热应力必须通过仔细和受控的返回过程来消除。一旦低退火点过去,玻璃可以快速冷却,而不会反射任何大的新应力。
玻璃再加热的反应是相似的,例如,通过直接用自身的火焰加热到高于地面推火的温度点,不可控的冷却或“冻结”热效应将严重降低玻璃的抗破碎性和机械稳定性。为了消除固有应力,玻璃必须加热到高退火温度点和低退火温度点之间的温度,保持大约30分钟,然后以指定的冷却速率冷却。
耐温度变化
当玻璃加热到低于低燃点温度时,热膨胀和导热性差会导致张力和压力。如果由于不适当的加热或冷却速度而超过容许的机械力,玻璃将会破裂。除了膨胀系数之外,它的值随玻璃的类型、壁厚和玻璃的骨料形状而变化,需要考虑玻璃上的任何划痕。因此,很难确定抗热震性的准确值。当然,热膨胀系数是值得比较的。一级水解玻璃比AR-Glas玻璃更能抵抗温度变化。
机械应力
从技术角度来说,玻璃的弹性性能是非常理想的,也就是说,当它超过承载范围时,张力和压力不会导致变形,而是导致破裂。玻璃可以承受的张力相对较小,随着玻璃上的划痕或间隙而进一步减小。出于安全考虑,机械工业设计用的一级水解玻璃能承受6N/MM的张力维?。
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