關于實驗室玻璃材質詳解

常規性質

一般玻璃制品高度透明，形狀穩定（即使在升溫條件下)，對于水、鹽溶液、酸、堿以及有機溶劑具有很好的化學耐性，僅有氫fu酸以及在升溫條件下的強堿或濃磷酸會腐蝕玻璃。玻璃的主要成分是硅砂（SiO₂）、硼酸（H₃BO₃）或硼砂（Na₂B₄O₇  10H₂O）、石灰（CaO）、玻璃屑（碎玻璃）、磷酸（P₂O₅）、堿（Ha₂O,由NaNO₃、Na₂B₄O₇等提供）及其它含鉀、鎂、鋅、鋁等氧化物之原料。

特殊性質

有些實驗室特殊應用中，可能采用特殊材質的玻璃。

硼硅酸鹽玻璃 (BORO 3.3，BORO 5.4)

硼硅酸鹽玻璃具有出色的化學與物理性質。如標準 DIN ISO 3585所述， DURAN®硼硅酸鹽玻璃3.3，適用于需要出色化學耐性與熱耐性（包含耐受熱沖擊)，以及高機械穩定性的應用。是典型的用于化學器械的玻璃，比如圓底燒瓶與燒杯。

鈉鈣玻璃

鈉鈣玻璃，如AR-Glass具有良好的化學物理性質，適用于短時間接觸化學物理試劑和有限的熱沖擊的應用（如移液管、培養皿）

玻璃制品的使用

在使用玻璃的時候，必需要考慮抵抗熱沖擊與機械力的耐性。必需遵循嚴格的安全措施：

不要加熱體積計量儀器、量筒或者試劑瓶。

在進行放熱反應，例如稀釋硫酸或者溶解氫氧化鈉時，一定要進行持續攪拌并冷卻試劑，并且選擇合適的容器，比如錐形瓶，決不可使用刻度量筒或者容量瓶。

玻璃儀器決不可暴露于突然的劇烈的溫度變化。當從熱干燥箱中取出玻璃儀器是，千萬不要立刻放置于冷的或者濕的臺面上。

對于承壓應用，只能使用設計用于此用途的玻璃儀器。列如：抽濾瓶與干燥器，只能確認完好之后才能抽真空使用。

化學耐性

水或酸與玻璃的化學相互作用小到幾乎可以忽略；只有非常少量的，主要為單價陽離子會從玻璃中溶出。在玻璃表面形成非常薄的，幾乎沒有空隙的硅膠層，阻止進一步的侵蝕。氫fu酸與熱磷酸是例外，因為這兩種酸會抑制保護層的形成。

堿與玻璃的化學相互作用

堿會輕視玻璃且隨濃度與溫度升高而增強。硅硼酸鹽玻璃3.3可限制表面輕視達到μm的水平。當然，隨著接觸時間的延長，體積變化與/或者刻度損壞仍有可能發生

玻璃的水解耐性

一級水解玻璃可以達到 DIN ISO 719（98℃）5個水解耐性級別的級。這意味著顆粒度為300-500μm的玻璃暴露于98℃的水中1小時，少于31μg Na2O/克玻璃杯水溶解。此外，一級水解玻璃也達到了DIN ISO 720（121℃）3個水解級別的級。這意味著暴露于121℃的水中1個小時，少于62ug Na₂O/克玻璃被水解。

對酸的耐性

一級水解玻璃達到了DIN 12 116標準算耐性的四個級別的級。一級水解玻璃也被稱為耐酸硅硼酸鹽玻璃，于6N HCL中煮沸6小時，其表面輕視小雨0.7mg/100cm²。更具DIN ISO 1776 Na2O損失小雨100ug Na2O/100cm²。

對堿的耐性

一級水解玻璃達到了 DIN ISO 695標準3個耐堿級別的第二級。3個小時相同體積氫氧化鈉（1mol/L）與碳酸鈉（0.5mol/L）煮沸產生的侵蝕大約為134mg/100cm²。

機械耐性

熱應力

在生產與處理玻璃時，可能引入有害的熱應力。在熔融玻璃冷卻過程中，從可塑狀態到堅硬狀態的轉變發生在高、低退火溫度點之間。在這個階段，必須通過小心的受控退貨過程消除現存的熱應力。一旦過了低退火點，玻璃可以加速冷卻而不會映入任何較大的新應力。玻璃再加熱式的反應也類似，比如，通過直接用本身火焰加熱，至一個高于地推火溫度點的問題，不能控制的冷卻或導致“凍入”熱效力，而嚴重降低玻璃抵抗破碎的能力與機械穩定性。為了除固有的應力，玻璃必須加熱至介于高、低退火溫度點之間的問題，并維持約30分鐘，然后按照規定的降溫速率進行冷卻。

對溫度變化的抗性

擋玻璃加熱至低于低推火溫度點的溫度，熱膨脹與熱的不良導性會導致張麗與壓力。如果，由于不恰當的加熱或冷卻速率，超出了可承受的機械力，玻璃即發生破裂。除了膨脹系數，其值隨著玻璃種類、壁厚、玻璃的集合形狀不同而不同，玻璃上存在的任何刮傷特需要考慮。因此，說明一個確切的抵抗熱沖擊的數值非常困難。當然，熱膨脹系數值得比較現實一級水解玻璃比像AR-Glas玻璃對抗溫度變化的能力強。

機械應力

從技術角度來看，玻璃的彈性表現非常理想，也就是說，當超過承受范圍，張力與壓力并不導致形變，而是導致破裂。玻璃可以承受的張力相對較小，并且隨著玻璃上有刮傷或者縫隙而進一步減小。出于安全考慮，機械與工業設計使用的一級水解玻璃可承受張力為6N/MM²。而可以承受壓力，大約高十倍。