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硼硅玻璃3.3中B2O3含量在13%左右，太低則熔化溫度高，太高則熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性變壞。這是由于B2O3含量在13%～15%時會出現(xiàn)硼反常現(xiàn)象，即B2O3在玻璃結(jié)構(gòu)中會發(fā)生三面體和四面體之間的轉(zhuǎn)變所致。
硼硅玻璃3.3中Al2O3含量不宜低于2.2%。這是由于Al2O3可在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中將斷裂的氧離子鏈連接，從而封閉網(wǎng)絡(luò)，防止R2O中離子遷移，以提高化學(xué)穩(wěn)定性，并防止分相。為此硼硅玻璃3.3中Al2O3含量可達2.5%，再高會使熔化困難。
硼硅玻璃3.3中，要求As2O3＋Sb2O3含量低于0.005%，即不允許使用As2O3和Sb2O3作澄清劑。這是由于玻璃在精密化學(xué)分析中，經(jīng)常需測定微量As2O3和Sb2O3，如試驗用玻璃器皿中含有這種元素，將無法鑒定試樣中該元素真實含量；另外As2O3還會造成燈工加工時玻璃黑化。當然生產(chǎn)過程中環(huán)保及工業(yè)衛(wèi)生要求也嚴格限制了As2O3和Sb2O3的使用。因此在硼硅玻璃3.3中禁止使用As2O3和Sb2O3作澄清劑。目前主要使用NaCl作澄清劑。
特別需指出，表一列出硼硅玻璃3.3成分和性能，并未對玻璃中各種微量成分做出規(guī)定；而ASTM E438中I型A玻璃，對玻璃中各種微量成分有嚴格的規(guī)定，因而用于檢測的數(shù)據(jù)只有達到ASTM E438中Ⅰ型A玻璃的要求才能被國家權(quán)威機構(gòu)認可。
表一列出相似硼硅玻璃3.3的B40玻璃和95玻璃，在國際上都未被列入儀器玻璃標準，只能作為代用品臨時采用。其中95玻璃是我國在20世紀50年代生產(chǎn)水平低是，為了滿足需要研究的玻璃品種。其主要問題為，析晶黏度在103～104Pa·s之間，無法用維洛法拉管成形，也很難用機械吹制成形，只能用人工吹制或機械壓制；極易分相是抗水性能變差；燈工反復(fù)加工會造成析晶和分相。因此在國內(nèi)硼硅玻璃3.3生產(chǎn)突破后，95玻璃已被逐步淘汰，僅在人工吹制抵擋產(chǎn)品和耐熱食器中使用。B40玻璃是光源用鎢封接玻璃，用于汞、鈉燈玻殼。20世紀80年代為了用同一生產(chǎn)線生產(chǎn)光源玻璃和儀器玻璃，將成分略作改動，使其抗水性能達到玻璃儀器要求二研發(fā)的玻璃。21世紀以來隨著硼硅玻璃3.3生產(chǎn)技術(shù)突破，生產(chǎn)成本大幅下降，汞、鈉燈玻殼需要量大增，目前B40玻璃已逐步從玻璃儀器制作領(lǐng)域中退出。
表一：硼硅玻璃3.3及類似玻璃成分及性能
|
玻璃品種 |
硼硅玻璃3.3 |
其它類似玻璃 |
||||||
|
ASTM E438 Ⅰ型A玻璃 |
PYREX 7789 |
|||||||
|
品牌 |
BOMEX BJTY |
PYREX 7740 |
KG-33 |
DURAN-50 |
BOMEX B40 |
95玻璃 |
||
|
產(chǎn)地 |
中國北京 |
美康寧 |
美肯堡 |
德肖特 |
美康寧 |
中國北京 |
中國 |
|
|
化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）% |
SiO2 |
80.6 |
80.6 |
80.5 |
80.5 |
81 |
75.7 |
78 |
|
B2O3 |
12.8 |
13 |
13 |
13 |
13 |
15 |
14 |
|
|
Al2O3 |
2.4 |
2.3 |
2.3 |
2.5 |
2.0 |
3.0 |
2 |
|
|
CaO |
① |
① |
① |
① |
|
0.5 |
＜0.6 |
|
|
Na2O |
4.1 |
4.0 |
4.0 |
3.5 |
3.0 |
4.7 |
5.2 |
|
|
K2O |
② |
② |
② |
0.5 |
1.0 |
0.6 |
＜0.1 |
|
|
As2O3＋Sb2O3 |
＜0.005 |
＜0.005 |
＜0.005 |
＜0.005 |
＜0.005 |
＜0.005 |
＜0.1 |
|
|
主要性能 |
熱膨脹系數(shù)（0～300℃）/（×10-7/℃） |
33 |
32.5 |
32.5 |
33 |
32.5 |
40 |
38~40 |
|
退火點溫度/℃ |
560 |
560 |
560 |
555 |
560 |
550 |
550 |
|
|
軟化點溫度/℃ |
820 |
820 |
820 |
820 |
815 |
790 |
780 |
|
|
液相溫度/℃ |
1050 |
1050 |
1050 |
1050 |
1030 |
1070 |
1050 |
|
|
工作溫度/℃ |
1250 |
1250 |
1250 |
1250 |
1250 |
1200 |
1150 |
|
|
密度/（g/cm3 |
2.23 |
2.23 |
2.23 |
2.23 |
2.22 |
2.29 |
2.25 |
|
|
化學(xué)穩(wěn)定性（抗水）等級/級 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1~2 |
|
注：①與其他雜質(zhì)含量總和＜0.1%
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