Historia[muokata]
Borosilikaattilasin kehitti ensin saksalainen lasinvalmistajaOtto Schott1800-luvun lopulla. Otto Schott on myös nykypäivän perustajaSCHOTT AG, joka on myynyt borosilikaattilasia tuotenimelläDURANvuodesta 1893. Toinen valmistajaDURANon DURAN Group. JälkeenCorning lasi teoksetotettu käyttöönPyrexVuonna 1915 nimestä tuli synonyymi borosilikaattilasille englanninkielisessä maailmassa. Borosilikaattilasi on kuitenkin lasiperheen nimi, jonka jäsenet räätälöidään täysin eri käyttötarkoituksiin. Yleisin nykyään on borosilikaattilasi 3.3, kuten SCHOTTDuranjaPyrexkirjoittajaCorning.
Pyrexin eurooppalainen valmistaja,Arc kansainvälinen, käyttää borosilikaattilasia Pyrex-lasikeittiöissään;[1]Yhdysvaltalainen Pyrex-keittiövälinevalmistaja käyttää kuitenkin karkaistujasooda-kalkkilasi.[2]Siten Pyrex voi viitata joko natronkalkkilasiin tai borosilikaattilasiin puhuttaessa keittiölasitarvikkeista, kun taas Pyrex, Bomex, Duran, TGI ja Simax viittaavat kaikki borosilikaattilasiin puhuttaessalaboratorion lasitavarat. Todellinen ero on tavaramerkki ja yritys, joka omistaa Pyrex-nimen. Alkuperäinen borosilikaattilasista valmistettu Corning-tavaramerkki oli isoilla kirjaimilla (PYREX). Keittiövälineet-divisioonan myynnin yhteydessä tavaramerkki vaihtui pieniin kirjaimiin (pyrex) ja vaihdettiin vähän lämpölaajenevaan soodakalkkilasiin. Uusien keittiövälineiden ja vanhojen keittiövälineiden pohja voidaan tarkastaa välittömän eron varalta.[viite Tarvitaan]Pyrexin tieteellinen jaosto on aina käyttänyt borosilikaattilasia.[viite Tarvitaan]
Lisäksikvartsi, Soodajaalumiinioksidiperinteisesti käytetty lasinvalmistuksessa,boorikäytetään borosilikaattilasin valmistuksessa. Vähälaajenevan borosilikaattilasin, kuten edellä mainittujen laboratoriolasien, koostumus on noin 80 prosenttiapiidioksidi, 13 prosenttiaboorioksidi, 4 prosenttianatriumoksidija 12–13 prosenttia alumiinioksidia. Vaikka se on vaikeampaa valmistaa kuin perinteistä lasia vaadittavan korkean sulamislämpötilan vuoksi (Corning teki suuren uudistuksen sen valmistukseen), sen valmistaminen on taloudellista. Sen ylivoimainen kestävyys, kemikaalien ja lämmönkestävyys on erinomainen käyttökohdekemiallinen laboratoriolaitteet, keittiövälineet, valaistus ja tietyissä tapauksissa ikkunat.
Fyysiset ominaisuudet[muokata]
Laboratoriolaseissa käytetyn yleisen borosilikaattilasin tyyppi on erittäin alhainenlämpölaajeneminenkerroin (3,3 × 10−6 K−1),[4]noin kolmannes tavallisesta soodakalkkilasista. Tämä vähentää lämpötilagradienttien aiheuttamaa materiaalijännitystä, mikä tekee borosilikaatista sopivamman lasityypin tiettyihin sovelluksiin (katso alla).Sulatettu kvartsiastiaon vielä parempi tässä suhteessa (jolla on viisitoista kertaa pienempi lämpölaajeneminen kuin kalkkikalkkilasilla), mutta sulatetun kvartsin kanssa työskentelyn vaikeus tekee kvartsiastioista paljon kalliimpia; borosilikaattilasi on edullinen kompromissi. Vaikka vastustuskykyisempilämpöshokkikuin muut lasityypit, borosilikaattilasi voi silti halkeilla tai särkyä joutuessaan alttiiksi nopeille tai epätasaisille lämpötilavaihteluille. Kun borosilikaattilasi rikkoutuu, sillä on taipumus halkeilla suuriksi paloiksi sen sijaan, että se särkyisi (se napsahtaa mieluummin kuin halkeilee).[5]
Thepehmenemispiste(lämpötila, jossaviskositeettion noin 107.6 tasapainoa) Tyypin 7740 Pyrex on 820 astetta (1 510 astetta F).[6]
Borosilikaattilasi on vähemmäntiheä(noin 2,23 g/cm3) kuin tyypillinen natronkalkkilasi boorin alhaisen atomimassan vuoksi.
Lämpötilaero, jonka borosilikaattilasi voi kestää ennen murtumista, on noin 165 astetta (329 astetta F). Tämä on verrattavissa natronkalkkilasiin, joka kestää vain 37 asteen (99 F) lämpötilan muutoksen, ja siksi tyypilliset perinteisestä kalkkikalkkilasista valmistetut keittiövälineet särkyvät, jos kiehuvaa vettä sisältävä astia asetetaan jäälle, mutta Pyrex tai muu borosilikaattilasilaboratorio ei.[7]
Optisesti borosilikaattilasit ovatkruunulasitalhaisella dispersiolla (Abbe numerotnoin 65) ja suhteellisen alhainentaitekertoimet(1,51–1,54 näkyvällä alueella).
Käyttö[muokata]
Borosilikaattilasilla on laaja valikoima käyttötarkoituksia ruoanlaittovälineistä laboratoriolaitteisiin sekä osa korkealaatuisia tuotteita, kuten implantoitava.lääketieteelliset laitteetja avaruustutkimuksessa käytettävät laitteet
Terveys ja tiede[muokata]
Lisäksi borosilikaattiputkia käytetään raaka-aineena valmistukseenparenteraalinenlääkepakkaukset, kuten injektiopullot ja esitäytetytruiskuja, yhtä hyvin kuinampullejajahammaskasetit. Borosilikaattilasin kemiallinen kestävyys minimoi natrium-ionien kulkeutumisen lasimatriisista, joten se sopii hyvinruiskeena käytettävä lääkesovellukset. Tämän tyyppistä lasia kutsutaan tyypillisesti USP / EP JP Type I:ksi.Käytännössä kaikki nykyaikaiset laboratoriolasit on valmistettu borosilikaattilasista. Sitä käytetään laajasti tässä sovelluksessa sen kemiallisen ja lämmönkestävyyden ja hyvän optisen kirkkauden vuoksi, mutta lasi voi reagoidanatriumhydridilämmitettäessä tuottaakseennatriumboorihydridi, yleinen laboratoriopelkistin.Sulatettu kvartsilöytyy myös joissakin laboratoriolaitteissa, kun vaaditaan sen korkeampaa sulamispistettä ja UV:n läpäisyä (esim. putkiuunien vuoraukset ja UV-kyvetit), mutta kvartsin kanssa työskentelyn kustannukset ja vaikeudet tekevät siitä liian suuren suurimmalle osalle laboratoriolaitteita.
Borosilikaattia käytetään laajalti implantoitavissalääketieteelliset laitteetkuten silmäproteesit, keinotekoiset lonkkanivelet, luusementit, hammaskomposiittimateriaalit (valkoiset täytteet)[9]ja jopa sisällärintaimplantit.
Monet implantoitavat laitteet hyötyvät borosilikaattilasikapseloinnin ainutlaatuisista eduista. Sovellukset sisältäväteläinlääkärin seurantalaitteet, neurostimulaattorit epilepsian hoitoon, implantoitavat lääkepumput, sisäkorvaistutteet ja fysiologiset sensorit.[10]
