硼硅酸玻璃

硼硅酸盐玻璃

硼硅酸玻璃，又称硼硅酸盐玻璃，是指基本成分为 SiO2、B2O3、Na2O的玻璃，基本组成范围是：ω (SiO2)=70%~80% 、 ω (B2O3)=6%~15% 、 ω(Na2O)=4%~10% 、 ω(Al2O3)=0~5% 、 ω(BaO)=0~2% 、 ω(CaO)=0~2% 。硼硅酸玻璃具有许多优良的性能：如良好的热稳定性、化学稳定性、机械性能、工艺性能和光学性能等。被广泛应用于电泳、光学、光子学和光电学等领域。

基本介绍

硼硅酸玻璃，又称硼硅酸盐玻璃，是指基本成分为 SiO2、B2O3、Na2O的玻璃，基本组成范围是：ω (SiO2)=70%~80% 、 ω (B2O3)=6%~15% 、 ω(Na2O)=4%~10% 、 ω(Al2O3)=0~5% 、 ω(BaO)=0~2% 、 ω(CaO)=0~2% 。研究表明，其中Na2O提供游离氧，使硼氧三角体 [BO3] 转变为硼氧四面体 [BO4] ，硼的结构由层状转变为架状，为B2O3与SiO2形成均匀一致的玻璃创造条件；B2O3以 [BO3] 或 [BO4]进人玻璃结构，尤其是当其以 [BO4] 与 [SiO2] 共同组成结构网络时，使网络完整性和紧密程度增加，因此硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能：如良好的热稳定性、化学稳定性、机械性能、工艺性能和光学性能等。

相对于普通玻璃 , 硼硅酸盐玻璃在热学性能、光学性能、机械性能和化学性能方面明显优于前者 , 因硼硅酸盐玻璃含有较高的 SiO2与 B2O3使它的热膨胀系数小于普通玻璃，还具有较高的抗热冲击强度和较高的表面硬度，可以防止刮痕，可应用于防火、防弹玻璃方面。

在制作工艺方面要求混合均匀和精密的加工技术，使其在透光性能、表面平整度和荧光性能方面明显优于普通玻璃，在抗酸抗碱抗水解方面也十分突出，特别是对于玻璃表面的微裂纹，硼硅酸盐玻璃不会由于潮湿空气中的水分子作用而引起裂纹扩张，被广泛应用于电泳、光学、光子学和光电学等领域。

应用

硼硅酸盐玻璃是一种通过改变玻璃成分，有效降低玻璃的膨胀系数，有效提高透光性能和玻璃强度、玻璃的软化点温度、玻璃的导热能力，使其在光学玻璃、精密仪器玻璃、灯具玻璃、日用玻璃等领域得到广泛的应用。

药用包装玻璃

药用玻璃是医药包装行业的一个主要分支，要求玻璃具有较高的稳定性、较好的密封性、较强的机械性能，保证药品在储藏和运输过程中稳定和安全，避免药物变质和包装损坏。

普通玻璃的机械强度低、稳定性差，不能完全满足药用玻璃的要求，多数使用硼硅酸盐玻璃。

器皿与炊具玻璃

在日常生活中，各式各样的玻璃用品深入人们生活，玻璃器皿与玻璃炊具也越来越多的出现在人们的生活中，这些玻璃器皿与炊具要求玻璃透明度高、颜色艳丽、富有光泽、热稳定性和化学稳定性好、机械强度高，而炊具更是要求抗热冲击性好，一般在 150℃ 以上才能直接用明火加热，普通玻璃远远满足不了这些要求，硼硅酸盐玻璃在这方面显示了其很高的特性，使硼硅酸盐玻璃的产量仅次于平板玻璃和瓶罐玻璃而位居第三。

仪器玻璃

仪器玻璃是指用于制造化学、生物和实验室器皿、管材和装置的玻璃。玻璃仪器的制作工艺复杂，应用条件苛刻，应用环境多变，对玻璃要求化学稳定性好、热稳定性好、机械强度高、工艺性能好。硼硅酸盐玻璃是仪器玻璃的最佳选择，已被广泛应用于文化教育、科研、化工、医药卫生及各种工业生产以及宇航、激光、生物工程、核工程等高新技术领域。

防火玻璃

国际上防火玻璃市场中性能优异的硼硅防火玻璃—硼硅 3.3 玻璃是目前工业化大规模生产中性能最优异的玻璃之一，主要技术指标：软化点 845℃±10℃ ；膨胀系数（ 4.0±0.1 ） ×10-6 /K ；密度 2.28±0.02g/cm3；导热系数 1.2w/mK，可以看出它的软化温度较高，而膨胀系数只是普通钠钙玻璃的三分之一，因而具有良好的耐高温性能和耐热冲击能力，达到安全防火目的的全新防火玻璃。其优异的性能使其成为真正意义的防火玻璃。

眼镜玻璃和视镜

硼硅酸盐玻璃经复杂的制作工艺可制成异相型光致变色玻璃，可以广泛应用于普通变色眼睛、汽车防护玻璃、激光防护、航天器的窗口材料、新型仪器的开关，主要在于硼硅酸盐玻璃具有高透光性，高强度，抗冲击性好的特点。在工业方面玻璃视镜被广泛用于管道、阀门、裂解炉、储液罐等压力容器和仪器仪表。这显示了硼硅酸盐玻璃的强度高，耐腐蚀性好，抗压性能好等特性。

显示器玻璃

液晶显示器（ LCD ）已成为电脑等电子设备的主要显示设备，壁挂式电视也越来越受到人们的欢迎，液晶显示器显示面板要求玻璃基片必须是高质量、超薄、高透光的特殊玻璃，并且在玻璃片上能进行精密存储。伴随玻璃加工技术的发展，显示器玻璃将向大尺寸、超薄的方向发展，这些要求只有通过浮法技术才能得以实现。而这些也恰恰说明了硼硅酸盐玻璃都将得到或即将得到广泛的应用。

光电池

目前可再生能源主要有风力、水力、太阳能等，由于风力和水力的利用受地理环境和天气情况的限制比较大，不利于普遍推广使用，而太阳能作为一种能源，具有无污染、使用方便、不影响地球的生态平衡等优点，越来越受到人们的重视，光电池的研究工作也日益开展，1839 年法国 Becqueral 第一次在化学电池中观察到了光伏效应，1876 年在固态硒 (Se) 的系统中也观察到了光伏效应。光伏效应的存在使光电池的产生成为了可能。 1954 年 Chapin 、 Fuller 和 Pearson 用半导体硅 (Si) 扩散后得到的 p-n 结首次制成太阳能电池，并于1958 年在航天器上投入使用。

简单地说光电池的制作是采用一层基片玻璃和一层覆盖玻璃，基片玻璃要求能承受相当程度的热负荷 (550~630℃) ，能抵制化学侵蚀，此外还要满足机械强度要求等。而硼硅酸盐玻璃的良好热膨胀性和热稳定性可以与无定形的硅晶片相匹配。

发展前景展望

硼硅酸盐玻璃以其优异的性能得到了广泛的应用和发展，应用领域从实验室用仪器玻璃到建筑用防火玻璃；从日常生活用器皿炊具玻璃到特种显示器玻璃；从普通化工领域到精密光电学领域，领域之广、范围之深是其它品种玻璃所不可比拟的。伴随着玻璃熔化技术的提高，玻璃成形加工技术的进步，一些新兴的工业如光纤通信（国内在这方面的研究开展较晚，且研究主要集中在石英光纤实芯光纤传输紫外激光方面，而对多组分紫外光纤玻璃材料涉及较少）等对工艺要求比较高的工业也会长足发展，使硼硅酸盐玻璃得到更大的发展和应用。

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