แก้วทนความร้อนคืออะไร?

แก้วทนความร้อนเป็นกระจกที่ทนต่อความร้อนได้ดีกว่ากระจกธรรมดา ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมการก่อสร้างและการปรุงอาหารที่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอาจทำให้แก้วธรรมดาแตกได้ แก้วทนความร้อนมักจะเป็นแก้วบอโรซิลิเกตแก้วโซดาไลม์หรือแก้วเซรามิก ภาชนะแก้วมักถูกเรียกโดยสาธารณะทั่วไปว่าPyrex® แต่นี่เป็นเครื่องหมายการค้าของCorning®, Inc. ซึ่งเป็นผู้ผลิตแก้วและผลิตภัณฑ์เซรามิกรายใหญ่อย่างเหมาะสม

เมื่อวัสดุส่วนใหญ่ได้รับความร้อนจะขยายตัว เมื่อระบายความร้อนก็หดตัว คุณสมบัตินี้เรียกว่า การขยายตัวทางความร้อน และหมายเลขที่กำหนดว่าวัสดุที่ได้รับการขยายหรือสัญญาจะเรียกว่า สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน แก้วมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงซึ่งหมายความว่ามันจะขยายอย่างรวดเร็วเมื่อถูกความร้อน การขยายตัวอย่างรวดเร็วนี้อาจทำให้กระจกแตกเป็นผลมาจาก ความร้อนจัด แก้วสามารถทำเพื่อต้านทานความร้อนจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีวิธีการผลิตหรือทั้งสองอย่าง

แก้วธรรมดาส่วนใหญ่ทำโดยผสมซิลิคอนไดออกไซด์มะนาวโซเดียมคาร์บอเนตและแร่ธาตุอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อย สิ่งนี้เรียกว่าแก้วโซดาไลม์และใช้สำหรับขวดแก้วและเหยือก, กระจกหน้าต่างและการใช้งานทั่วไปอื่น ๆ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 นักเคมีชาวเยอรมันอ็อตโตชูตต์ได้คิดค้นแก้วบอโรซิลิเกตโดยการเติมโบรอนลงในส่วนผสม

แก้ว Borosilicate มีน้ำหนักเบาและแข็งแกร่งกว่าแก้วโซดาไลม์มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำกว่ามาก ใช้สำหรับอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการกระจกทนความร้อนเช่นหลอดทดลอง สำหรับ bakeware และจานเสิร์ฟ; และในงานอุตสาหกรรมที่มีความต้านทานต่อความร้อนสูงเช่นกระเบื้องฉนวนกันความร้อน นอกจากนี้ยังใช้เป็นกระจกแสงคุณภาพสูงเช่นในกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เพราะมันส่งสัญญาณแสงได้ดีและต่อต้านการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง

Corning®นิยมใช้แก้ว borosilicate ใน bakeware ภายใต้ชื่อPyrex® แต่Pyrex®ส่วนใหญ่ที่ขายในสหรัฐอเมริกาในวันนี้คือแก้วโซดาไลม์ กระจกนิรภัยได้รับการรักษาความร้อนในระหว่างการผลิตทำให้ส่วนภายในของกระจกหดตัวและแรงตึงผิวเพิ่มขึ้นส่งผลให้เกิดความสมดุลที่ดีขึ้นของความเครียดในแก้ว กระจกนิรภัยมีความแข็งแกร่งกว่ากระจกที่ไม่ผ่านการบำบัดและทนต่อความร้อนได้ดีกว่า

กระจกทนความร้อนใช้ในเครื่องครัวและในหน้าจอเตาผิงกระจก ข้อเสียเปรียบหลักในการใช้กระจกประเภทนี้คือไม่สามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างได้หลังจากระบายความร้อน การตัดหรือบิ่นกระจกนิรภัยช่วยลดความตึงเครียดภายในทำให้แตกง่าย เมื่อมันแตกมันมีแนวโน้มที่จะแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ แทนที่จะเป็นชิ้นส่วนขนาดใหญ่และคม ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้ในกระจกรถยนต์

แก้วเซรามิกเป็นแก้วที่ผ่านการอบด้วยความร้อนจนกระทั่งผลึกเริ่มก่อตัวในแก้ว ด้วยการเปลี่ยนแปลงปริมาณของผลึกทำให้สามารถสร้างแก้วที่ทนความร้อนได้ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่หลากหลาย แก้วเซรามิกส่วนใหญ่จะใช้สำหรับท็อปส์ซูแก้วเตาและพื้นผิวการปรุงอาหารสำหรับหน้าจอเตาผิงและแผงกระจกทนไฟ ในการก่อสร้างหน้าต่างหรือแผงกระจกที่อธิบายว่า "ทนไฟ" มักจะเป็นแก้วโซดาไลม์ที่เคลือบด้วยแก้วเซรามิกหรือถูกสร้างขึ้นจากบานหน้าต่างสองบานและเต็มไปด้วยวัสดุทนไฟ