Zurück zu Email – Borosilikatglas

Eigenschaften von Borosilikatglas

- hervorragend korrosionsbeständig
- glatte, porenfreie Oberfläche
- durchsichtig (transparent)
- katalytisch unwirksam (inert)
- nicht brennbar
- sustainable
Borosilicate Glass properties

CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG

 

Die besonderen Eigenschaften – vor allem die hohe chemische Resistenz, die Temperaturbeständigkeit und der geringe Längenausdehnungskoeffizient – des von uns für den Bau von QVF® Glasapparaten ausschließlich verwendeten Werkstoffes Borosilikatglas 3.3 werden durch die exakte Einhaltung der chemischen Zusammensetzung erreicht. Sie sieht wie folgt aus:

 

 

13% Boron oxide - 2% Aluminium oxide -4% Sodium oxide - 81% Silica

CHEMISCHE BESTÄNDIGKEIT

 

Borosilikatglas 3.3 weist eine gegen fast alle Produkte und damit im Vergleich zu anderen bekannten Werkstoffen umfassendere chemische Beständigkeit auf. So ist es äußerst resistent gegen entionisiertes Wasser, Salzlösungen, organische Substanzen, Halogene wie z. B. Chlor und Brom und auch gegen viele Säuren. Zu einem merklichen Abtrag der Glasoberfläche führen dagegen z. B. Flusssäure sowie konzentrierte Phosphorsäure und starke Laugen bei höheren Temperaturen. Borosilikatglas kann jedoch bei Raumtemperatur ohne Schwierigkeiten in Verbindung mit Laugen bis zu einer Konzentration von 30 % eingesetzt werden.Eine Klassifizierung des Werkstoffes Borosilikatglas 3.3 nach den einschlägigen Untersuchungsmethoden führt zu folgendem Ergebnis (siehe auch ISO 3585 und EN 1595):

Wasserbeständigkeit bei 98 ºC Grieß-Wasserbeständigkeit Klasse ISO 719-HGB 1
Wasserbeständigkeit bei 121 ºC   Grieß-Wasserbeständigkeit Klasse ISO 720-HGA 1
Säurebeständigkeit  Abgabe Na2O < 100 mg/dm² nach ISO 1776
Laugenbeständigkeit Laugenbeständigkeitsklasse ISO 695-A2

 

 

.

 

 

SÄUREANGRIFF

 

 

 

 

0,028 um/16h = 15,3um/y

LAUGENANGRIFF

 

Die Abtragskurven lassen erkennen, dass der Angriff auf die Glasoberfläche mit zunehmender Konzentration der Laugen zunächst ansteigt und nach Überschreiten eines Maximums einen nahezu konstanten Wert annimmt. Steigende Temperaturen erhöhen den Abtrag, während bei niedrigen Temperaturen die Reaktionsgeschwindigkeit so gering ist, dass über Jahre hinweg kaum eine Wanddickenabnahme feststellbar ist.

 

 

alkaline attack to be considered above 50°C

PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN

 

Borosilikatglas 3.3 zeichnet sich gegenüber anderen Apparatebauwerkstoffen nicht nur durch seine nahezu universelle Korrosionsbeständigkeit (siehe oben) aus, sondern auch durch einen sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Aufwendige Maßnahmen zur Kompensation von temperaturbedingten Wärmedehnungen sind daher nicht erforderlich. Bei der Verlegung von langen Glasrohrleitungen wird dies besonders deutlich.

Die für den Apparatebau wichtigsten physikalischen Eigenschaften sind nachstehend aufgeführt (siehe auch DIN ISO 3585 und EN 1595).

Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient

a 20/300

=

(3,3 ± 0,1) x 10-6 K-1

Wärmeleitfähigkeit zwischen 20 und 200 °C

l 20/200

=

1,2 W m-1 K-1

Spezifische Wärmekapazität zwischen 20 und 100 °C

Cp 20/100

=

0,8 kJ kg-1 K-1

Spezifische Wärmekapazität zwischen 20 und 200°C

Cp 20/200

=

0,9 kJ kg-1 K-1

Dichte bei 20 °C

r

=

2,23 kg dm-³

 

 

 

 

 

MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN

 

Die zulässigen Festigkeitskennwerte von Borosilikatglas 3.3 beinhalten einen Sicherheitsfaktor, der den Erfahrungen über das Festigkeitsverhalten von Glas Rechnung trägt und zwar insbesondere der Tatsache, dass es sich hierbei um einen spröden Werkstoff handelt. Im Unterschied zu anderen gängigen Werkstoffen ist er nämlich nicht in der Lage, Spannungsspitzen an unregelmäßigen Übergängen und kleinsten Anrissen abzubauen, wie dies bei einem zähen Material (z. B. Metall) der Fall ist. Außerdem berücksichtigt der Sicherheitsfaktor die nachträgliche Bearbeitung der Bauteile (geschliffene Dichtflächen), deren Handling (feinste Beschädigungen der Oberfläche) und die über Druck und Temperatur hinausgehende, zugelassene Beanspruchung während des Einsatzes. So gelten die in nachstehender Tabelle aufgeführten und in den EN1595 festgelegten Berechnungskennwerte für die zulässige Beanspruchung von Glasbauteilen durch Zug-, Biege- und Druckspannungen bei der in der Praxis zu erwartenden Oberflächenbeschaffenheit. 

Zug- und Biegefestigkeit

 

K/S = 7 N mm-²

Druckfestigkeit

 

K/S = 100 N mm-²

Elastizitätsmodul

 

E = 64 kN mm-²

Poisson-Zahl (Querkontraktionszahl)

 

n = 0,2

 

 

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