lab Användning och egenskaper av glas
Glas är ett av de mest använda instrumenten i laboratoriet, och inget material kan förutsäga det. Men för att bättre kunna använda glasvaror är det förutom de grundläggande operativa färdigheterna också viktigt att förstå glasvarornas materialegenskaper, vilket ger dig en djupare förståelse för glasvaror.
Allmänna egenskaper hos glas
De huvudsakliga råvarorna för glas är kiseldioxidsand (SiO2), borsyra (H3BO3) eller borax (Na2B4O7 10H2O), kalk (CaO), glasspån (kullet), fosforsyra (P2O5), alkali (Ha2O, levererad av NaNO3, Na2B4O7, etc.) och Andra råvaror som innehåller oxider såsom kalium, magnesium, zink och aluminium.
Glasprodukter har god kemisk beständighet mot vatten, saltlösningar, syror, baser och organiska lösningsmedel och överträffar i detta avseende de flesta plastprodukter. Endast fluorvätesyra och stark bas eller koncentrerad fosforsyra vid förhöjda temperaturer angriper glaset. En annan egenskap hos glasvaror är formens stabilitet (även under förhöjda temperaturer) och dess höga grad av transparens.
Speciella egenskaper hos ett visst glas
I laboratorieapplikationer finns det många olika typer av glas som kan väljas.
Natrium-kalcium glas
Natrium-kalciumglas (som AR-Glas) har goda kemiska och fysikaliska egenskaper. Lämplig för kortvarig exponering för kemiska reagenser och begränsade termiska chockapplikationer.
Borosilikatglas (BORO3.3, BORO 5.4)
Borosilikatglas har utmärkta kemiska och fysikaliska egenskaper. Som beskrivs i den internationella standarden DIN ISO 3585 har det primära hydrolyserade glaset en linjär expansionskoefficient på 3.3 och är lämpligt för tillämpningar som kräver utmärkt kemisk och termisk beständighet (inklusive termisk chockbeständighet) och hög mekanisk stabilitet. Det är ett typiskt glas för kemiska instrument, som t.ex rundbottnade kolvar och bägare och mätprodukter.
Användning av glasprodukter
När du använder glas är det nödvändigt att överväga motstånd mot termisk stöt och mekanisk kraft. Strikta säkerhetsåtgärder måste följas:
Varmblanda inte värmevolymmätaren, mätcylindern eller reagensflaskan.
När du utför en exoterm reaktion, såsom utspädning av svavelsyra eller upplösning av natriumhydroxid, var noga med att fortsätta att röra om och kyla reagenserna, och välj en lämplig behållare, såsom en konisk kolv, använd aldrig en mätcylinder eller en mätkolv.
Glasinstrument får aldrig utsättas för plötsliga, intensiva temperaturförändringar. När du tar bort glasinstrumentet från den varma torkugnen, placera det inte på en kall eller våt yta omedelbart.
För tryckbärande applikationer kan endast glasinstrument avsedda för detta ändamål användas. Till exempel kan filterflaskan och torktumlaren endast användas efter dammsugning.
Kemisk resistans
Den kemiska interaktionen av vatten eller syra med glas är försumbart liten; endast mycket små mängder, huvudsakligen envärda katjoner, löses upp från glaset. Ett mycket tunt, nästan hålrumsfritt lager av silikagel bildas på glasets yta för att förhindra ytterligare erosion. Undantaget är fluorvätesyra och varm fosforsyra eftersom dessa två syror hämmar bildandet av ett skyddande skikt.
Kemisk interaktion mellan alkali och glas
Basen kommer att titta ner på glaset och kommer att öka med ökande koncentration och temperatur. Borosilikatglaset 3.3 begränsar ytan till en nivå av μm. När kontakttiden ökar kan naturligtvis volymförändringar och/eller skalskador uppstå.
Hydrolysbeständighet hos glas
Det första stegets hydrolyserade glaset kan nå det första steget av 5 hydrolysmotståndsnivåer enligt DIN ISO 719 (98 ° C). Detta innebär att glaset med en partikelstorlek på 300-500 μm utsätts för vatten vid 98 ° C i 1 timme, och mindre än 31 μg Na 2 O / gram glas vatten löses upp. Dessutom nådde det primära hydrolysglaset också det första steget av de tre hydrolysnivåerna enligt DIN ISO 720 (121 ° C). Detta innebär att exponering för vatten vid 121 ° C under 1 timme, mindre än 62 ug Na 2 O / gram glas hydrolyseras.
Tolerans mot syra
Det primära hydrolyserade glaset uppfyller den första nivån av fyra nivåer av DIN 12 116 standardtolerans. Det primära hydrolysglaset, även känt som syrabeständigt borsilikatglas, kokas i 6N HCL i 6 timmar med en ytflank på mindre än 0.7 mg/100 cm 2 ; Mer DIN ISO 1776 Na2O-förlust är mindre än 100 ug Na2O/100 cm2.
Beständighet mot alkali
Det primära hydrolysglaset uppfyller den andra kvaliteten av de tre alkalibeständiga kvaliteterna i DIN ISO 695-standarden. Erosionen orsakad av kokning av samma volym natriumhydroxid (1 mol/L) och natriumkarbonat (0.5 mol/L) under 3 timmar var cirka 134 mg/100 cm2.
Mekanisk motstånd
Termisk stress
Skadliga termiska spänningar kan införas under tillverkning och bearbetning av glaset. Under kylningen av det smälta glaset sker övergången från det plastiska tillståndet till det hårda tillståndet mellan de höga och låga glödgningstemperaturpunkterna. I detta skede måste befintliga termiska spänningar elimineras genom en noggrant kontrollerad returprocess. När den låga glödgningspunkten har passerat kan glaset påskynda kylningen utan någon betydande ny spänning.
Glasåteruppvärmningsreaktionen liknar till exempel genom att direkt värma upp det med sin egen låga, till en punkt över jordningstemperaturen, okontrollerad kylning eller orsaka att "frysa in i" värme, och kraftigt minska glasets motståndskraft mot brott. Förmåga och mekanisk stabilitet. För att avlägsna de inneboende spänningarna måste glaset värmas till en temperatur mellan de höga och låga glödgningstemperaturerna i cirka 30 minuter och sedan kylas med en specificerad temperatursänkningshastighet.
Motstånd mot temperaturförändringar
När glaset värms upp till en temperatur under den låga push-fire-temperaturen kan dålig värmeledningsförmåga och dålig värmeledningsförmåga orsaka spänningar och tryck. Om glaset går sönder på grund av en felaktig uppvärmnings- eller kylhastighet, utöver den mekaniska kraft som kan motstås. Förutom expansionskoefficienten varierar värdet med glastyp, väggtjocklek och glasets form. Eventuella repor på glaset måste beaktas. Därför är det mycket svårt att ange ett exakt värde mot termisk chock. Naturligtvis är värmeutvidgningskoefficienten värd att jämföra med det faktum att det förstklassiga hydrolyserade glaset är mer motståndskraftigt mot temperaturförändringar än AR-Glas glas.
Mekanisk stress
Ur teknisk synvinkel är glasets elastiska egenskaper mycket goda, det vill säga när toleransen överskrids orsakar spänningen och trycket inte deformation, utan orsakar sprickbildning. Spänningen som glaset tål är relativt liten och minskar ytterligare då det blir en repa eller glipa i glaset. Av säkerhetsskäl kan det primära hydrolysglaset som används i mekaniska och industriella konstruktioner motstå en spänning på 6 N/MM2.
Om du behöver information eller har några frågor, vänligen kontakta WUBOLAB, den tillverkare av laboratorieglas.
