laboratorija Stiklo dirbinių naudojimas ir savybės
Stiklo dirbiniai yra vienas iš dažniausiai laboratorijoje naudojamų instrumentų, ir jokia medžiaga negali to numatyti. Tačiau norint geriau panaudoti stiklinius indus, be pagrindinių eksploatavimo įgūdžių, svarbu suprasti ir stiklo dirbinių medžiagų savybes, kurios leis giliau suprasti stiklinius indus.
Bendrosios stiklo savybės
Pagrindinės stiklo žaliavos yra silicio smėlis (SiO2), boro rūgštis (H3BO3) arba boraksas (Na2B4O7 10H2O), kalkės (CaO), stiklo drožlės (drožlės), fosforo rūgštis (P2O5), šarmai (Ha2O, tiekiamas NaNO3, Na2B4O7 ir kt.) ir kitos žaliavos, kuriose yra oksidų, tokių kaip kalis, magnis, cinkas ir aliuminis.
Stiklo gaminiai pasižymi geru cheminiu atsparumu vandeniui, druskų tirpalams, rūgštims, bazėms ir organiniams tirpikliams ir šiuo požiūriu lenkia daugumą plastikinių gaminių. Stiklą atakuoja tik vandenilio fluorido rūgštis ir stipri bazė arba koncentruota fosforo rūgštis aukštesnėje temperatūroje. Kitas stiklo dirbinių bruožas yra formos stabilumas (net esant aukštesnei temperatūrai) ir didelis skaidrumas.
Ypatingos tam tikro stiklo savybės
Laboratorijoje galima pasirinkti daugybę skirtingų stiklo tipų.
Natrio-kalcio stiklas
Natrio-kalcio stiklas (pvz., AR-Glas) pasižymi geromis cheminėmis ir fizinėmis savybėmis. Tinka trumpalaikiam cheminių reagentų poveikiui ir ribotam terminio šoko naudojimui.
Borosilikatinis stiklas (BORO3.3, BORO 5.4)
Borosilikatinis stiklas pasižymi puikiomis cheminėmis ir fizinėmis savybėmis. Kaip aprašyta tarptautiniame standarte DIN ISO 3585, pirminio hidrolizuoto stiklo linijinis plėtimosi koeficientas yra 3.3 ir jis tinka naudoti, kai reikalingas puikus cheminis ir šiluminis atsparumas (įskaitant atsparumą šiluminiam smūgiui) ir didelis mechaninis stabilumas. Tai tipiškas stiklas cheminiams instrumentams, pvz apvaliadugnės kolbos ir stiklinės bei matavimo produktai.
Stiklo gaminių naudojimas
Naudojant stiklą, būtina atsižvelgti į atsparumą šiluminiam smūgiui ir mechaninei jėgai. Būtina laikytis griežtų saugos priemonių:
Nemaišykite karštai šildymo tūrio matuoklio, matavimo cilindro ar reagento buteliuko.
Vykdydami egzoterminę reakciją, pvz., skiedžiant sieros rūgštį arba tirpinant natrio hidroksidą, būtinai toliau maišykite ir atvėsinkite reagentus ir pasirinkite tinkamą indą, pvz., kūginę kolbą, niekada nenaudokite matavimo cilindro ar matavimo kolbos.
Stikliniai instrumentai niekada neturi būti veikiami staigių, intensyvių temperatūros pokyčių. Išimdami stiklinį instrumentą iš karštos džiovinimo krosnies, nedėkite jo iš karto ant šalto ar šlapio paviršiaus.
Naudojant slėgį, gali būti naudojami tik šiam tikslui sukurti stikliniai instrumentai. Pavyzdžiui, filtro buteliuką ir džiovintuvą galima naudoti tik išsiurbus.
Cheminis atsparumas
Vandens ar rūgšties cheminė sąveika su stiklu yra nežymiai maža; iš stiklo ištirpsta tik labai nedideli kiekiai, daugiausia vienvalenčių katijonų. Stiklo paviršiuje susidaro labai plonas, beveik be tuštumų silikagelio sluoksnis, kad būtų išvengta tolesnės erozijos. Išimtis yra vandenilio fluorido rūgštis ir karštoji fosforo rūgštis, nes šios dvi rūgštys slopina apsauginio sluoksnio susidarymą.
Cheminė sąveika tarp šarmo ir stiklo
Pagrindas žiūrės iš viršaus į stiklą ir padidės didėjant koncentracijai ir temperatūrai. Borosilikatinis stiklas 3.3 riboja paviršių iki μm lygio. Žinoma, ilgėjant kontakto laikui, vis tiek gali pasikeisti tūris ir (arba) pažeisti mastelius.
Stiklo atsparumas hidrolizei
Pirmosios pakopos hidrolizuotas stiklas gali pasiekti pirmąjį 5 atsparumo hidrolizei lygių lygį pagal DIN ISO 719 (98 °C). Tai reiškia, kad stiklas, kurio dalelių dydis yra 300–500 μm, 98 valandą veikiamas 1 ° C temperatūros vandeniu, o stiklinėje vandens ištirpsta mažiau nei 31 μg Na 2 O / gramas. Be to, pirminis hidrolizės stiklas taip pat pasiekė pirmąjį trijų hidrolizės lygių DIN ISO 720 (121 °C) etapą. Tai reiškia, kad 121 valandą veikiant vandeniui 1 °C temperatūroje, hidrolizuojasi mažiau nei 62 ug Na 2 O/g stiklo.
Atsparumas rūgštims
Pirminis hidrolizuotas stiklas atitinka pirmąjį keturių lygių DIN 12 116 standarto tolerancijos lygį. Pirminis hidrolizės stiklas, taip pat žinomas kaip rūgštims atsparus borosilikatinis stiklas, virinamas 6N HCl 6 valandas, kai paviršiaus šonas yra mažesnis nei 0.7 mg/100 cm 2 ; Daugiau DIN ISO 1776 Na2O nuostolių yra mažiau nei 100 ug Na2O/100 cm2.
Atsparumas šarmams
Pirminės hidrolizės stiklas atitinka antrąją klasę iš trijų šarmams atsparių DIN ISO 695 standarto klasių. Erozija, kurią sukėlė vienodo tūrio natrio hidroksido (1 mol/L) ir natrio karbonato (0.5 mol/L) virinimas 3 valandas, buvo apie 134 mg/100 cm2.
Mechaninis atsparumas
Terminis stresas
Gaminant ir apdirbant stiklą gali atsirasti žalingų šiluminių įtempių. Išlydyto stiklo aušinimo metu tarp aukštos ir žemos atkaitinimo temperatūros taškų įvyksta perėjimas iš plastinės būsenos į kietą. Šiame etape esami šiluminiai įtempiai turi būti pašalinti kruopščiai kontroliuojamu grąžinimo procesu. Kai tik žemas atkaitinimo taškas praeina, stiklas gali pagreitinti aušinimą be jokio reikšmingo naujo įtempio.
Stiklo pakaitinimo reakcija yra panaši, pavyzdžiui, tiesiogiai kaitinant jį savo liepsna iki taško, kuris viršija įžeminimo temperatūrą, nekontroliuojamas aušinimas arba „užšalimas“ į šilumą ir stipriai sumažinant stiklo atsparumą dūžimui. Gebėjimas ir mechaninis stabilumas. Norint pašalinti būdingus įtempius, stiklas turi būti kaitinamas iki temperatūros tarp aukštos ir žemos atkaitinimo temperatūrų maždaug 30 minučių, o po to aušinamas tam tikru temperatūros mažinimo greičiu.
Atsparumas temperatūros pokyčiams
Kai stiklas kaitinamas iki žemesnės nei žemos stūmimo ugnies temperatūros, prastas šilumos laidumas ir prastas šilumos laidumas gali sukelti įtampą ir slėgį. Jei dėl netinkamo šildymo ar aušinimo greičio stiklas sugenda, viršija mechaninę jėgą, kurią galima atlaikyti. Be plėtimosi koeficiento, vertė skiriasi priklausomai nuo stiklo tipo, sienelės storio ir stiklo formos. Reikia atsižvelgti į visus stiklo įbrėžimus. Todėl labai sunku nurodyti tikslią šiluminio šoko vertę. Žinoma, šiluminio plėtimosi koeficientą verta palyginti su tuo, kad pirmos klasės hidrolizuotas stiklas yra atsparesnis temperatūros pokyčiams nei AR-Glas stiklas.
Mechaninis įtempis
Techniniu požiūriu stiklo elastinės savybės yra labai geros, tai yra, viršijus leistiną nuokrypį, įtempimas ir slėgis ne deformuojasi, o trūkinėja. Įtempimas, kurį stiklas gali atlaikyti, yra palyginti mažas ir toliau mažėja, kai stikle atsiranda įbrėžimų ar tarpų. Saugumo sumetimais pirminis hidrolizės stiklas, naudojamas mechaniniuose ir pramoniniuose projektuose, gali atlaikyti 6 N/MM2 įtempimą.
Jei jums reikia informacijos arba turite klausimų, susisiekite su WUBOLAB laboratorinių stiklo dirbinių gamintojas.
