电焊玻璃

玻璃器皿是是实验室必备是常规用品。日常工作中，常用的实验室玻璃器皿有试剂瓶，量筒、滴定管、容量瓶、温度计、试管、烧瓶、烧杯、锥形瓶、漏斗、滴管、玻璃棒等。 实验室对常规用玻璃的要求：耐热 、耐低温、干燥、储存、可重复使用等。随着各种实验技术的发展，实验室对玻璃的使用提出了越来越严格的要求。硼硅33玻璃的出现，满足了绝大部份实验室对玻璃的苛刻要求。在这里我们就硼硅33玻璃的属性进行介绍：1） 化学属性 * 耐水性 Class 1 (as per ISO 720) * 耐酸性 Class 1 (as per DIN 12116) * 耐碱性 Class 2 (as per ISO 695) 2）物理属性 * 硼硅33玻璃 耐热性 * 最高使用温度 500°C * 525°C 软化温度 * 最低使用温度 -70°C 3）耐热冲击 * 膨胀的线性相关系数 硼硅33玻璃 α = 3.3×10-6/ K 普通钠钙玻璃 α = 9.1×10-6/ K * 硼硅33玻璃内没有应力=高耐热冲击性4）硼硅33透明玻璃的光学性质 * 光谱范围内的光可以全透（没有吸收）* 在紫外线范围内不穿透，在红外线范围内穿透 5）硼硅33棕色玻璃的光学性质 * 500nm以上的光线不穿透 * 用于储存和保护光敏感物 上述说明了硼硅33玻璃的特点。硼硅33玻璃和钠钙玻璃（普通玻璃）究竟有什么不同？ 硼硅33玻璃和钠钙玻璃之间的成分差异硼硅33玻璃 普通玻璃（钠钙玻璃）二氧化硅81 % 69% 氧化硼 13% 1% 氧化钠、氧化钾 4% 13%/3% 氧化铝2% 4% 氧化钙-5% 氧化镁-3% 氧化钡-2%硼硅33玻璃和钠钙玻璃之间的耐受性差异 硼硅33玻璃钠钙玻璃耐水解等级13(USP/EP) 1级Yesno热冲击100 or 160K30K最高使用温度500°C100°C硼硅33玻璃和钠钙玻璃（普通玻璃）在成分上和耐受性上的差异，直接体现在实验室在玻璃的使用上。1，普通玻璃在存储液体方面的限制因为普通玻璃含有的钠13%，钠离子容易和水发生反应 ，存储溶液 PH值容易转成碱性 ，PH值变化容易影响产品的稳定性。硼硅33玻璃 4% 这意味着硼硅33玻璃的PH值变化更小。2，普通玻璃在热冲击方面的限制钠钙玻璃的安全热变化是30K 。硼硅33玻璃最高耐热变化是160K。最高使用温度方面，普通玻璃是100°C，硼硅33玻璃500°C。实验室在涉及高温使用玻璃和热变化较大情况下使用的玻璃，需要高硼硅玻璃。3，生物耐受性限制因为硼硅33璃的整体性能要高于钠钙玻璃。生物培养需要较高的培养条件，玻璃器皿往往要经过高压蒸汽灭菌或干热灭菌。因此在做生物培养，尤其是细胞培养相关操作时，需要使用高硼硅玻璃。北京桑翌实验仪器研究所，有大量美国WHEATON和德国DURAN玻璃产品的现货库存，为广大客户提供最优质的玻璃产品。

p style="text-align: center "strong原创： 范玲婷【梅特勒】 江苏热分析/strong/pp style="text-align: center "strongimg title="图1.jpg" alt="图1.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/bd9a8a9f-030c-43bb-96a2-52950e49181a.jpg"//strong/pp　　玻璃化转变是所有玻璃态的非晶材料和半结晶材料可能发生的现象。处于玻璃态的物质是分子结构处于无序状态的无定型物质。在热力学上，玻璃态物质被看做是冻结的过冷液体。玻璃化转变温度通常取决于材料的分子结构以及材料的成分，因此测量材料的玻璃化转变温度能够为我们提供材料结构以及成分的信息。/ppstrong· 玻璃化转变温度/strong/pp　　要讨论玻璃化转变温度，首先就要从玻璃说起。正如我们所知，玻璃是一种非晶态的固体材料，主要成分是二氧化硅，是由熔融的二氧化硅快速冷却下来所形成的材料，同其他固体相比，玻璃具有一些特殊的特性，比如说透光度好，容易加工成各种形状等，这些特性都来自于玻璃特殊的结构，我们把这种结构称之为玻璃态结构。/pp style="text-align: center "img title="图2.jpg" alt="图2.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/7cbfe5ea-4708-4229-8d22-9f3d8caee326.jpg"//pp　　对于所有类型的材料来说，玻璃态结构都是普遍存在的现象。除了像玻璃之类的无机材料外，我们常见的高分子聚合物材料，有机化合物，甚至是小分子有机物以及金属合金，都具有玻璃态结构。/pp　　如果从分子结构的角度来观察，我们会发现玻璃态结构的材料并不像常规结晶态结构那样是长程有序的，而是像液体一样的无定形结构。正是由于这种特殊的结构，玻璃态材料才具备了许多独特的性质。材料从玻璃态结构转变为液态或者橡胶态结构的过程就是我们常说的玻璃化转变过程，转变的特征温度也就是我们常说的玻璃化转变温度，Tg。/pp　　玻璃化转变能够为我们提供材料的分子运动能力的信息，这决定了材料的实际使用温度范围，对于塑料来说，玻璃化转变温度通常是材料使用的上限温度，而对于橡胶来说通常是使用的下限温度。玻璃化转变温度通常取决于材料的分子结构以及材料的成分，因此测量材料的玻璃化转变温度能够为我们提供材料结构以及成分的信息。玻璃化转变还能够指导我们如何优化加工条件以及产品质量，除此之外，玻璃化转变还可以对材料进行鉴别和对比分析，这对于原材料以及产品的质量控制尤为重要。/ppstrong· 玻璃态的形成/strong/pp　　在热力学上，玻璃态物质被看做是冻结的过冷液体。当无法结晶的熔体经历过冷时，就可以观察到热力学玻璃化转变过程。我们通过下方的图示来说明过冷态熔体，结晶态固体以及玻璃态固体的形成过程。/pp style="text-align: center "img title="图3.jpg" alt="图3.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/b10dd50a-8a0a-4294-8705-fe52f400189a.jpg"//pp　　上图中绿色横条表示结晶态固体，它在熔融温度Tf处熔融。如果继续加热的话会形成稳定的熔体，以蓝色横条表示。如果对熔体进行冷却，通常会在低于熔融温度以后结晶形成结晶态固体。我们称之为过冷现象。当熔体温度低于熔融温度以后，它已经不再是热动力学意义上的稳定熔体了，通常被称为过冷态熔体，当过冷态熔体被快速冷却时，结晶过程会受到抑制，在玻璃化转变温度Tg处转变为玻璃态固体，以浅蓝色横条表示，当玻璃态固体被加热时，会在玻璃化转变温度处转变为过冷态熔体，如果继续加热的话过冷态熔体会在熔融温度之前结晶成结晶态固体。我们就称之为冷结晶现象。与结晶温度和熔融温度之间的过冷现象不同，无论是玻璃态固体转变为过冷态熔体，还是过冷态熔体转变为玻璃态固体，玻璃化转变过程总是发生在同样的温度。从玻璃态固体到结晶态固体之间的直接转变事实上是不会发生的。/pp　　玻璃态的形成发生在冷却速率足够高的时候。下面这张示意图也说明了这个现象，横坐标是温度，玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tf由图中的虚线表示，纵坐标是以对数形式表示的时间，蓝色曲线表示的是典型的结晶时间，温度越接近熔点Tf，结晶形成的晶体越容易熔融，因此结晶速率越慢，结晶时间就越长，然而温度越接近玻璃化转变温度Tg，分子链段的运动能力越低，也需要更长的结晶时间，结晶速率在熔融温度与玻璃化转变温度之间达到最大值。蓝色曲线上方的绿色区域表示结晶区域。红色的曲线是两条典型的冷却时间曲线，虚线的冷却速率较慢，虚线经过了结晶区域，材料出现了结晶，而实线的冷却速率较快，还没有到达结晶区域就已经冷却到玻璃化转变温度Tg了，因此形成了玻璃态固体。/pp style="text-align: center "img title="图4.jpg" alt="图4.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/948f8124-9232-46f3-8b91-ca890480323a.jpg"//pp　　对于不同的材料来说，形成玻璃态结构所需的最小降温速率也是不同的。对于PET，也就是我们常见的可乐瓶的材料来说，100K/min的降温速率已经足以形成玻璃态结构了。然而对于聚丙烯来说，即使在1200K/min的降温速率下依然会形成结晶态结构，当以30000K/min的降温速率对聚丙烯进行冷却时，聚丙烯的结晶过程被完全抑制，在DSC曲线上没有观察结晶峰，并在-20度左右观察到明显的玻璃化转变过程。(这些曲线是用FlashDSC 1测试得到的，这款仪器允许我们以最快240万度每分钟的升温速率或者24万度每分钟的降温速率对材料进行测试。)/pp style="text-align: center "img title="图5.jpg" alt="图5.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/fae31791-282b-4dae-bfe2-f1a94675fecf.jpg"//ppstrong· 玻璃态VS结晶态/strong/pp　　无定形的熔体在结晶过程中形成了具有规则排列结构的结晶态固体。这个过程需要相对较大的分子运动能力。然而玻璃态的形成则完全不同，随着过冷程度的增加，密度逐渐提高，分子的协同重排速率逐渐降低，在玻璃化转变过程中，分子的协同重排速率非常缓慢以至于分子链段被冻结，再也不能发生大范围的分子链段运动，因此在没有显著的结构变化的情况下材料变成了固体，这时材料就像液体一样不具备长程有序的结构，处于无定形状态。与结晶态相比，玻璃态具有以下的特点，比如说当材料处于玻璃态时，分子链段是处于无规则排列的，具有更高的溶解性，较低的模量和脆性，较低的密度，较低的热稳定性，并且没有晶界。玻璃态结构是不稳定的，这是由于在玻璃态下，分子链段的协同重排速率虽然非常缓慢，但并不是不可能的，因此会出现结构松弛的现象，也就是我们常说的焓松弛现象，尤其是当储存温度接近材料的玻璃化转变温度时，这种现象尤为明显。/pp　　让我们来对比下熔融过程和玻璃化转变过程。在熔融过程中，规则排列的晶体转变为液体，材料需要吸收热量来破坏晶体结构，热力学上把由于结构改变而导致的热量变化称之为潜热，这在DSC曲线上体现为一个吸热峰。/pp style="text-align: center "img title="图7.jpg" alt="图7.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/8114d281-a397-4f38-acf7-2727d5b733b0.jpg"//pp　　而在玻璃化转变过程中，主要是改变了分子链段的运动能力，在玻璃化转变温度之上，分子链段能够发生协同重排运动，这就是为什么在玻璃化转变过程中，材料的比热容发生了突变，这在DSC曲线上体现为一个台阶状变化。/pp style="text-align: center "img title="图8.jpg" alt="图8.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/9100b89d-8730-4d2e-a6b6-8d5c705be842.jpg"//pp　　与纯物质总是在特定的温度熔融有所不同，玻璃化转变过程总是发生在一个相对较宽的温度范围内，玻璃化转变温度会受到热历史，测试条件以及测试环境的影响。/pp /ppbr//ppa href="https://www.instrument.com.cn/zt/TAT" target="_blank"更多热分析相关知识请见专题：《热分析方法与仪器原理剖析》/a/p

目前，有16名员工在Anton Paar GmbH的玻璃生产部门工作，其中一名是学徒。总而言之，他们每年生产约14000个高精度玻璃测量单元。但情况并非总是如此。大约20年前，Anton Paar从外部供应商那里购买了用于测量仪器的玻璃片。在供应商涨价后，独立的想法更加强烈，因此第一家玻璃鼓风机于2002年在Anton Paar启动，并开始在该公司进行玻璃生产。Gerhard Murer表示：“我们最重要的产品线的核心，即密度测量仪器中的振荡U形管，是由玻璃制成的。因此，我们希望摆脱对外部供应商的依赖。”Gerhard Muler的产品领域是玻璃生产成立时所附属的。这种所谓的振荡“U形管”是由玻璃制成的弯管，用于数字密度计，通过振荡测量样品液体的密度。Thomas Hillebrand是玻璃生产的首批员工之一，他于2005年开始工作，目前仍在从事玻璃生产。他是负责玻璃鼓风机和玻璃仪器制造，习惯于工业化生产玻璃。尽管如此，最初对他来说，制造U形管是一个挑战。Thomas Hillebrand在谈到他在Anton Paar最初时表示：“我花了几个月的时间才制造出第一个功能性振荡U型管。我们正在讨论的玻璃壁，仅有0.2毫米厚。”当时，首要任务是为保证批量生产中的稳定性，并改进许多生产机器和设备。从个人挑战到批量生产经过几年的实践，玻璃生产进入了常规化：清晰的结构和工艺是成功的秘诀之一，人员是另一个关键。Christian Krispel表示：“过去，员工必须专注于产品的某些工作步骤，这一点非常重要，因为我们几乎在完成玻璃生产的每一个生产步骤，从原材料的储存和切割到玻璃加工、玻璃涂层和质量测试。”自2007年以来，他一直担任玻璃生产经理。多年来，玻璃产量不断增长，任务也不断扩大：虽然过去只生产了少数产品系列，但现在有了更多种类的振荡U形管，也生产了其他产品领域的各种玻璃组件。最困难的部分？Thomas Hillebrand说：“DMA 5001密度计的U形管非常突出，因为它的生产需要35个步骤。”这种特殊U形管的生产大约需要三个星期。最高精度随着Christian Krispel的加入，玻璃生产也开始了学徒培训：自2007年以来，玻璃仪器制造人员一直在那里接受培训。Christian Krispel表示：“劳动力市场上几乎没有来自这一领域的熟练工人，这就是为什么我们决定依靠内部未来专家，并自己培训他们。”如今，学徒职业非常罕见，而且只有奥地利的几家公司对其进行培训。如果说有一件事让玻璃生产的员工与众不同，那就是他们的精确工作方式。Thomas Hillebrand说：“玻璃容错率不那么高，所以如果你想在玻璃生产中工作，你需要高度的质量意识、熟练的操作、高度的专注力和在压力下工作的能力。”目前，正在寻找玻璃生产的员工。Anton Paar不仅生产玻璃零件，还参与玻璃的表征。这些Anton Paar仪器用于此目的：MCR和CTD 1000通过流变仪（MCR系列）和对流加热室（CTD 1000）的相互作用，可将玻璃加热至1000°C。这可以实现熔体的流变特性。具有较高熔化温度的玻璃样品可以通过所谓的固态动态力学分析进行分析，该分析可以用于确定玻璃的耐腐蚀性，或者玻璃如何软化以及在什么温度下软化。FRS公司使用Anton Paar的高温流变仪（熔炉流变仪系统），可以在高达1730°C的温度下对玻璃进行液态表征。可以确定诸如熔融玻璃的粘度的流变参数。这对玻璃生产有影响。如果玻璃熔体在加工过程中粘度过高（坚韧），则无法去除气体夹杂物，成品将含有气泡。