玻璃仪器的材质主要有哪些？

《玻璃仪器的主要材质》

玻璃仪器的材质丰富多样，每种材质都有其独特的性质，以满足不同的实验和应用需求。

1. 钠钙玻璃

钠钙玻璃是应用最为广泛的基础玻璃材料。其主要成分包括约70% - 75%的二氧化硅（SiO₂）、12% - 18%的氧化钠（Na₂O）和5% - 12%的氧化钙（CaO），还含有少量的氧化镁（MgO）和氧化铝（Al₂O₃）等。

二氧化硅形成玻璃的网络结构，赋予玻璃基本的硬度和化学稳定性。氧化钠是一种助熔剂，它能降低玻璃的熔化温度，使玻璃在相对较低的温度下就能成型，这大大降低了生产成本。氧化钙主要起到增强玻璃化学稳定性和机械强度的作用。

这种玻璃材质价格较为便宜，所以常用于制作一些对精度和耐腐蚀性要求不是特别高的玻璃仪器。例如，在学校实验室的基础化学实验中，常见的普通量筒、容量瓶和试剂瓶等大多是由钠钙玻璃制成。不过，钠钙玻璃的缺点也比较明显。它的热稳定性较差，当温度变化较大时，容易出现热胀冷缩导致的破裂。而且在化学方面，它对强碱的耐受性较弱，例如在长时间接触氢氧化钠溶液时，玻璃中的二氧化硅会与碱发生反应，使玻璃表面被腐蚀。

2. 硼硅玻璃

硼硅玻璃主要成分是二氧化硅（SiO₂）和氧化硼（B₂O₃），还含有少量的氧化铝（Al₂O₃）和碱金属氧化物。氧化硼的加入是硼硅玻璃的关键特点。

氧化硼能改变玻璃的网络结构，使玻璃的热膨胀系数显著降低。这使得硼硅玻璃具有良好的热稳定性，能够承受较大的温度变化而不易破裂。例如，在需要加热或冷却的化学实验中，如蒸馏、重结晶等操作，硼硅玻璃制作的仪器，像烧瓶、蒸馏头、冷凝管等，能够很好地适应温度变化。

在化学耐受性方面，硼硅玻璃表现出色。它对酸和碱都有较好的抵抗能力，特别是在碱性环境下，其耐腐蚀性明显优于钠钙玻璃。这使得硼硅玻璃仪器可以用于一些较为复杂的化学实验，尤其是涉及酸碱反应的实验。

3. 石英玻璃

石英玻璃几乎是由纯二氧化硅（SiO₂）组成，其二氧化硅含量通常高达99%以上。

这种高纯度的结构使石英玻璃具有许多卓越的性能。它的硬度较高，莫氏硬度可达7左右，能有效抵抗刮擦和磨损。在光学性能上，石英玻璃对紫外线、可见光和红外线都有很高的透过率，这是其他玻璃材质难以企及的。因此，石英玻璃常用于制作光学仪器，如透镜、棱镜、比色皿等，特别是在需要高精度光学测量和紫外线透过的实验中，石英玻璃是不可或缺的。

在化学稳定性方面，石英玻璃除了会被氢氟酸（HF）腐蚀外，对大多数化学物质都有很强的耐受性，能够在高温、高腐蚀性的环境下保持良好的性能。

4. 钢化玻璃

钢化玻璃是普通玻璃经过特殊的物理钢化处理得到的。在钢化过程中，玻璃被加热到接近软化点的温度，然后迅速冷却，使玻璃表面形成压应力层。

这种压应力层使钢化玻璃的强度比普通玻璃高几倍，抗冲击能力也大大增强。不过，钢化玻璃的化学性质和光学性质与普通玻璃相似。它主要用于一些需要较高强度和抗冲击性的场合，如工业生产中的一些防护玻璃和可能受到碰撞的玻璃容器。