Mikä on lämmönkestävä lasi?

Lämmönkestävä lasi on lasia, joka kestää paremmin lämpöshokkia kuin tavallinen lasi. Siksi se soveltuu teollisuus-, rakennus- ja ruoanlaittokohteisiin, joissa lämpötilan muutokset todennäköisesti aiheuttavat tavallisen lasin särkymisen. Lämmönkestävä lasi on yleensä borosilikaattilasia, karkaistua kalkki-kalkkilasia tai lasikeraamista. Yleisö kutsuu lasisia leivonnaisia ​​usein nimellä Pyrex®, mutta tämä on oikeastaan ​​tavaramerkki, jonka omistaa Corning®, Inc., joka on suuri lasi- ja keramiikkatuotteiden valmistaja.

Kun useimmat materiaalit kuumennetaan, ne laajenevat; jäähtyessään ne supistuvat. Tämä ominaisuus tunnetaan lämpölaajenemisena, ja lukua, joka osoittaa, kuinka paljon tietty materiaali laajenee tai supistuu, kutsutaan sen lämpölaajenemiskerroimeksi. Lasilla on korkea lämpölaajenemiskerroin, mikä tarkoittaa, että se laajenee erittäin nopeasti kuumentuessaan. Tämä nopea laajentuminen voi aiheuttaa lasin särkymisen, jonka seurauksena kutsutaan lämpöshokkia. Lasi voidaan saada kestämään lämpöshokkia muuttamalla sen kemiallista koostumusta, valmistustapaa tai molempia.

Useimmat tavalliset lasit valmistetaan sekoittamalla piidioksidia, kalkkia, natriumkarbonaattia ja pieniä määriä muita mineraaleja. Tätä kutsutaan sooda-kalkkilasiksi ja sitä käytetään lasipulloihin ja -purkkeihin, ikkunalasiin ja muihin yleisiin sovelluksiin. 19 -luvun lopulla saksalainen kemisti Otto Schott keksi borosilikaattilasin lisäämällä booria seokseen.

Borosilikaattilasi on kevyempää ja vahvempaa kuin kalkkirasvalasi, sillä on korkeampi sulamispiste ja paljon pienempi lämpölaajenemiskerroin. Sitä käytetään kuumuutta kestäviin lasilaboratoriolaitteisiin, kuten koeputkiin; leivonnaisiin ja tarjoiluastioihin; ja teollisissa sovelluksissa, joissa tarvitaan suurta lämmönkestävyyttä, kuten lämpöeristyslaattoja. Sitä käytetään myös korkealaatuisena optisena lasina-esimerkiksi suurissa teleskoopeissa-koska se siirtää valoa hyvin ja kestää muodon muutosta.

Corning® suositteli borosilikaattilasin käyttöä leivonnaisissa Pyrex®-tuotenimellään, mutta suurin osa Yhdysvalloissa nykyään myytävistä Pyrex®-tuotteista on karkaistua kalkki-kalkkilasia. Karkaistua lasia on lämpökäsitelty valmistuksen aikana, minkä seurauksena lasin sisäosa supistuu ja pintajännitys kasvaa, mikä parantaa lasin jännitysten tasapainoa. Karkaistu lasi on karkaistua lasia vahvempi ja kestää paremmin lämpöshokkia.

Lämmönkestävää karkaistua lasia käytetään ruoanlaittovälineissä ja lasisissa takaseinissä. Tämän tyyppisen lasin käytön suurin haitta on, että sen muotoa ei voi muuttaa jäähdytyksen jälkeen. Karkaistun lasin leikkaaminen tai lohkeaminen tasapainottaa sen sisäiset jännitykset ja tekee siitä helposti rikkoutuvan. Kun se rikkoutuu, se pyrkii hajoamaan pieniksi paloiksi eikä suuriksi, teräviksi palasiksi. Tästä syystä sitä käytetään usein autojen tuulilasissa.
Lasikeraaminen on lasia, jota on lämpökäsitelty, kunnes lasiin alkaa muodostua kiteitä. Vaihtamalla kiteiden määrää on mahdollista luoda lämmönkestävää lasia, jolla on laaja valikoima mahdollisia lämpölaajenemiskerroimia. Lasikeraamisia käytetään enimmäkseen lasiliedille ja keittotasoille, takkaverhoille ja tulenkestäville lasipaneeleille. Rakenteessa ikkuna tai lasipaneeli, jota kuvataan ”palonkestäväksi”, on tavallisesti kalkkirasvalasi, joka on lasitettu keraamisella lasilla tai joka on valmistettu kahdesta lasista ja täytetty tulenkestävällä materiaalilla.