- องค์ประกอบทางเคมี
- ลักษณะและคุณสมบัติของแก้วไพเร็กซ์
- โครงสร้างโบโรซิลิเกต
- ความได้เปรียบ
- ข้อเสีย
- แก้ว Pyrex ในห้องครัว
- อ้างอิง
แก้ว Pyrexเป็น borosilicate แก้วพิเศษที่มีเครื่องหมาย (Pyrex) ปรากฏตัวในนิวยอร์กซิตี้ในปี 1915 ผลิตโดย Corning Glass มันกลายเป็นวัสดุสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารสมัยใหม่ที่ใช้ในการจัดเก็บและอบอาหารในภาชนะประเภทเดียวกัน
ที่มาของคำว่า Pyrex ได้สร้างความคลาดเคลื่อนบางประการ แต่เป็นที่ยอมรับว่ามีที่มาจากสินค้าที่ขายดีที่สุดในช่วงแรกของการทำเชิงพาณิชย์นั่นคือจานที่อบเค้ก แก้วนี้ทำวัสดุและอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการได้หลายรูปแบบเช่นแผ่นหรือจานท่อเซลล์และแท่ง
เครื่องมือเหล่านี้มีขนาดความหนาแตกต่างกันและมีการใช้งานและการใช้งานที่หลากหลายซึ่งต้องการระดับความแม่นยำที่แตกต่างกันของความต้านทานทางเคมีทางกลและความร้อน ในทำนองเดียวกันด้วยวัสดุแก้วปริมาตรแก้ว Pyrex (ปิเปต, บิวเรต, กระบอกสูบที่สำเร็จการศึกษา ฯลฯ )
โมเลกุลของมันไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับของเหลวที่มีอยู่ไม่ว่าจะเป็นกรดหรือเบส ดังนั้นจึงไม่เปลี่ยนแปลง pH ของสารที่บรรจุด้วยเช่นกัน ในช่วงแรกพวกเขาถูกมองว่าหนักและมีราคาแพงเช่นเดียวกับเครื่องใช้ในครัว
องค์ประกอบทางเคมี
ตามที่สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาผู้ผลิตอุปกรณ์และเครื่องมือ Pyrex ทั้งหมดเช่น Corning ห้องปฏิบัติการ Arc International Pyrex และ Pyrex มีเหมือนกันที่ผลิตโดยเริ่มจากแก้วบอโรซิลิเกตที่มีองค์ประกอบดังต่อไปนี้ สารเคมี:
ผู้ผลิตหรือซัพพลายเออร์ของแก้ว Pyrex หลายรายได้กำหนดองค์ประกอบตามมาตรฐานที่ระบุไว้ด้านล่างรวมถึงหน่วยความเข้มข้นเปอร์เซ็นต์ w / w:
ลักษณะและคุณสมบัติของแก้วไพเร็กซ์
ตารางต่อไปนี้ช่วยให้สามารถสรุปคุณสมบัติทางกลความร้อนและไฟฟ้าทั่วไปหรือคุณสมบัติที่เป็นผลมาจากแก้ว Pyrex หรือแก้วบอโรซิลิเกต:
องค์ประกอบทางเคมีของ Pyrex คุณสมบัติและคุณภาพของกระบวนการในการผลิตทำให้สามารถสรุปคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- ในทางเคมีแก้วบอโรซิลิเกตสามารถทนต่อการสัมผัสกับน้ำกรดส่วนใหญ่ฮาโลเจนตัวทำละลายอินทรีย์และสารละลายน้ำเกลือ ด้วยเหตุนี้ขวดแก้วและลูกโป่งจึงทำจากวัสดุนี้
- มีความต้านทานต่อไฮโดรไลติกสูงซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงรองรับอุณหภูมิสูงและความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ตัวอย่างเช่นมีความทนทานต่อกระบวนการฆ่าเชื้อที่ต่อเนื่องกันซึ่งอาจต้องใช้ความร้อนชื้น (หม้อนึ่งฆ่าเชื้อ)
- เนื่องจาก Pyrex มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำจึงสามารถใช้งานได้ที่ 500 ° C แต่ขอแนะนำให้ใช้เวลาสั้น ๆ
- วัสดุเป็นเนื้อเดียวกันบริสุทธิ์และมีฟองอากาศและการรวมอยู่ในระดับต่ำมาก
- ทนทานต่อแรงกระแทกได้ดี
- มีดัชนีการหักเหของแสงที่ดี
- เกี่ยวกับคุณสมบัติทางแสงความสามารถของไพเร็กซ์ในการส่งแสงในช่วงที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมใกล้เคียงกับแสงอัลตราไวโอเลตจะถูกใช้อย่างเต็มที่ในพื้นที่ของการวัดแสงทางเคมี
โครงสร้างโบโรซิลิเกต
ภาพด้านบนแสดงโครงสร้างแบบเรียงลำดับของซิลิเกตซึ่งตรงกันข้ามกับการจัดเรียงแบบอสัณฐานที่แท้จริงของแก้วไพเร็กซ์
เมื่อมองจากด้านบนดูเหมือนว่าจะประกอบด้วยสามเหลี่ยมสีเหลือง แต่จริงๆแล้วพวกมันเป็นเตตระฮีดราโดยมีอะตอมของซิลิคอนโลหะอยู่ตรงกลางและอะตอมของออกซิเจนที่จุดยอด
แม้จะมีลักษณะเป็นผลึก แต่ในโมเลกุลของตาข่าย borosilicate ก็แสดงรูปแบบที่ไม่เป็นระเบียบ นั่นคือมันเป็นของแข็งอสัณฐาน
ดังนั้นซิลิเกตเตตระเฮดราจะจับกับบอริกออกไซด์ (B 2 O 3 ) โบรอนในที่นี้พบว่าเป็นเครื่องบินตรีโกณมิติ กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกมันถูกผูกมัดกับรูปสามเหลี่ยมโบรอนแบน
อย่างไรก็ตามความผิดปกตินี้หรือโครงสร้างอสัณฐานช่วยให้สามารถรองรับไอออนบวกซึ่งเสริมสร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล
ความได้เปรียบ
- เป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการผลิตอุปกรณ์และวัสดุแก้วที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีและห้องปฏิบัติการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เช่นท่อหมุนเหวี่ยงเครื่องแก้วปริมาตรปิเปตและแผ่นกรองโบโรซิลิเกตซึ่งทั้งหมดนี้ได้มาตรฐานตามมาตรฐานคุณภาพ ISO สากล
- นอกจากนี้ยังทำข้อต่อแก้วไพเร็กซ์ทรงกรวยทรงกลมแบนและเกลียว
- พื้นผิวแก้วทำขึ้นเพื่อเคลือบอิเล็กทริกและสำหรับทำเลนส์ที่มีความแม่นยำบางมากและวัสดุออปติก
- ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศโดยเฉพาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์สะท้อนแสงเนื่องจากมีการขยายตัวทางความร้อนต่ำ ในทำนองเดียวกันกระจกสำหรับกล้องโทรทรรศน์ได้ถูกสร้างขึ้นด้วย Pyrex
- อนุญาตให้ผลิตภาชนะแก้วที่หนามาก
- ทำหน้าที่เตรียมพื้นผิวที่ใช้เป็นวัสดุพิมพ์พร้อมฟังก์ชั่นเซ็นเซอร์
- ใช้ในการผลิตเครื่องมือและฝาครอบป้องกันที่มีอุณหภูมิสูง
- ทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับสิ่งประดิษฐ์แก้วที่ดูดซับนิวตรอน
ข้อเสีย
จนถึงขณะนี้มีแง่มุมที่เกี่ยวข้องน้อยมากที่สามารถชี้ให้เห็นว่าเป็นข้อเสียของแก้ว Pyrex:
- จากมุมมองทางเคมีเป็นที่ยอมรับว่าแก้ว Pyrex ถูกโจมตีโดยกรดไฮโดรฟลูออริกโดยกรดฟอสฟอริกเข้มข้นและร้อนและด้วยสารละลายอัลคาไลน์ที่เข้มข้นซึ่งทำให้เกิดฤทธิ์กัดกร่อน
- ผู้ผลิตแก้ว Pyrex ไม่รับประกันความเสถียรของวัสดุเมื่อใช้ภายใต้สภาวะสุญญากาศและความดันที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องคำนึงถึงข้อมูลที่จัดหาโดยผู้ผลิตและปฏิบัติตามคำแนะนำเพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการปกป้องทั้งวัสดุและผู้ใช้
- มีบทวิจารณ์เล็กน้อยเกี่ยวกับหน่วยงานคุ้มครองผู้บริโภคเกี่ยวกับสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยในการใช้กับภาชนะที่ใช้อบอาหารหลังจากได้รับความทุกข์ทรมานจากการแตกหักเนื่องจากการกระแทกหรือการตก
แก้ว Pyrex ในห้องครัว
ในความสัมพันธ์กับเครื่องใช้ประเภทนี้ที่ใช้ในห้องครัวได้มีการนำเสนอการศึกษาเปรียบเทียบต่างๆระหว่างภาชนะที่ทำด้วยบอโรซิลิเกตไพเร็กซ์และภาชนะที่ทำด้วยกระจกนิรภัยผสมโซเดียมไลม์
Pyrex ได้รับการยืนยันว่าทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่า แต่มีความต้านทานเชิงกลน้อยกว่าภาชนะแก้วนิรภัยที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เดียวกัน
อ้างอิง
- Präzisions Glas & Optik GmbH. Stephan Köthe, Marc Mennigmann PYREX ® 7740 สืบค้นเมื่อ 22 เมษายน 2018 จาก: pgo-online.com
- วิกิพีเดีย (2018) Pyrex สืบค้นเมื่อ 22 เมษายน 2561 จาก: en.wikipedia.org
- วัสดุ Azo (2552) แก้วบอโรซิลิเกต - คุณสมบัติของแก้วโบโรซิลิเกต (Pyrex / Duran) โดย Goodfellow Ceramics & Glass Division. สืบค้นเมื่อ 22 เมษายน 2561 จาก: azom.com
- บิบบี้สเตอริลิน. ข้อมูลทางเทคนิค. แก้วPyrex ® Borosilicate สืบค้นเมื่อ 22 เมษายน 2018 จาก: sciencemadness.org
- โอทรี. (2560 28 กุมภาพันธ์). Pyrex . สืบค้นเมื่อ 22 เมษายน 2561 จาก: flickr.com
- นักแสดงจริง. (24 เมษายน 2556). โครงสร้างซิลิเกต . สืบค้นเมื่อ 22 เมษายน 2018 จาก: commons.wikimedia.org