耐熱玻璃

耐熱玻璃是指能夠承受冷熱聚變溫差變化的特種玻璃，具有低膨脹、抗熱震、耐熱、耐腐蝕、強度高等一系列優良性能，多用於器皿、工業鍋爐視鏡、機械設備視窗玻璃等。

基本介紹

• 中文名：耐熱玻璃
• 外文名：Heat-resistant glass
• 套用領域：化工、石油、電力、製藥
• 耐溫：300-1200℃
• 厚度：2-50mm

概述

耐熱玻璃(是指含有耐熱性強的硼酸、矽酸成分，能夠承受冷熱聚變溫差變化的特種玻璃。熱膨脹係數(因溫度提高導致玻璃體膨脹的比率)比較小，在急劇溫度變化下也不易破碎。具有低膨脹、抗熱震、耐高溫、耐腐蝕、強度高等一系列優良性能。其原料價格比普通玻璃高，製造費用也較高，因此耐熱玻璃的銷售價比普通玻璃、鋼化玻璃高。耐熱玻璃材質使用安全係數高，絕不會發生類似鋼化玻璃的自爆現象；熱膨脹係數小，耐急劇溫度變化範圍大（≥120℃）、耐熱最高溫度達1200℃。耐熱玻璃多用於器皿、奶瓶、實驗用燒杯、工業鍋爐視鏡、機械設備視窗玻璃等。

加工工藝

製造過程

①原料: 以矽砂、硼酸等為主，以固定比例加以調配。

②溶解: 在1500度以上的溶解爐中溶解。

③成形: 在合適成形的溫度下，將玻璃水倒入在成形機的模型里成形。

④火拋光(Fire Polishing): 為了便於對表面進行打磨拋光，在成形過程中接觸上下模型的部位用氧氣爐來進行火拋光處理。

⑤緩冷: 去掉成形中產生的應力，放在緩冷爐里用固定的時間保持高溫後，慢慢冷卻。

⑥不良檢驗: 確認產品是否符合規格條件。

⑦包裝及發貨: 把通過檢驗的產品按照消費者的要求進行包裝和配送

切割方法

耐熱玻璃的硬度值有多種，350度耐熱玻璃和500度耐熱玻璃（前提：熱處理加工後）是一種硬度比較大的特種玻璃，製成成品後無法再進行二次切割。耐熱800-1000度的細晶玻璃和耐熱1500度的高純二氧化矽玻璃，製成成品後均可以用普通玻璃刀進行二次加工及切割。

如果要提高耐熱玻璃切割的精確度及準確度，建議使用超高壓水刀，可大大提高玻璃有限版面的利用率，減少因手工切割所造成的不必要的損耗。比如，水刀切割可以切出細小如硬幣的耐熱玻璃，而手工切割法對此則是望塵莫及。再如，水刀切割一天可以切出直徑100*10耐熱玻璃達5000片，手工切割法一天的切割數量一般不超過1000片。一些大型的耐熱玻璃加工廠，均採用超高壓水刀切割法切割玻璃。

一些小型耐熱玻璃加工廠，由於設備落後，切割耐熱玻璃大都是採用最古老的手工切割法或推刀切割，手工切割法主要弊病是，切割出來的玻璃尺寸精確度不高，這在特種耐高溫光學玻璃生產上，是一大忌諱。水刀切割法切割出來的耐熱玻璃，還有一大好處就是，玻璃邊沿不會裂邊或蹦邊，可以有效保證耐熱玻璃的完整性，延長玻璃的使用壽命。

表面增強方法

常用的耐熱玻璃表面蒸汽方法及其增強效果見下表。

表面增強方法	最大增強倍數
熱處理：加熱拉伸	1.5~2
表面微晶話	17
化學處理：酸洗	10~14
化學處理：脫鹼	1.3
表面塗層：熱端塗層	1.5
表面塗層：冷端塗層	1.5

導熱率

根據日本、美國的資料，各類耐熱玻璃的導熱率差異比較小，同種材質，不透明耐熱玻璃的導熱率比透明耐熱玻璃的導熱率低1%，導熱率是溫度的函式，溫度高導熱率大。在0℃以下，耐熱玻璃的導熱率[1J/(m﹒s﹒℃)=0.0124W/（m﹒K），下同]為1.33J/(m﹒s﹒℃)，在100℃下式1.53J/(m﹒s﹒℃)。

1200℃耐熱玻璃在各種溫度範圍下的導熱率見下表：

溫度/℃	導熱率/[J/(m﹒s﹒℃)]
20	1.38
100	1.53
200	1.64
400	1.86
600	2.02
800	2.14
1000	2.28
1200	2.42

用途

用途主要有以下幾個方面：

①高溫(烤箱、熱水消毒等)使用

耐熱玻璃可以用於微波爐加熱，高溫烤箱，熱水消毒設備，也可用於冰櫃冷藏、洗碗機等多種家用電器場合。

②醫用安瓿使用

耐熱玻璃化學上穩定良好、耐侵蝕性，不會析出有害物質，多用於醫用安瓿、實驗用燒杯。

③玻璃保鮮盒、玻璃便當使用

耐熱玻璃在急劇溫差變化下可安全使用。從冰櫃儲存到烹飪再到擺上餐桌，輕鬆搞定。

⑤工業視窗玻璃使用

耐熱玻璃因材質不同，最高可以耐到1500度高溫（最高軟化點1730度），是鍋爐視鏡、壁爐玻璃、管道視鏡、工業烤箱玻璃等高溫場合必備視窗產品，工業領域用耐熱玻璃務必要依據長時間工作溫度來選擇對應的玻璃產品，容不得半點馬虎。

注意事項

耐熱玻璃一般是在高溫環境下工作的玻璃，其使用及安裝需要特別注意。

耐熱玻璃

許多人在安裝耐熱玻璃是都沒墊墊片，其實這樣做對玻璃的使用壽命有直接的影響，因為玻璃和金屬框的熱膨脹係數是不同的，在使用中，長期冷熱溫差變化，由於熱膨脹很容易將玻璃擠碎。固，在安裝玻璃時，需要墊上可以墊片，墊片在使用過程中可以起到緩衝作用。有效避免玻璃受到的擠壓力。

在工作溫度較高的環境下的耐熱玻璃產品，安裝時還需要很好的清洗玻璃，一般採用酒精或者脫脂水清洗，然後用去離子水沖洗乾淨，再烘乾。烘乾後的玻璃需要避免用手直接接觸，防止二次污染。清洗的目的是去除玻璃上的污染物質，因為在高溫環境下，這些污染物質很容易使玻璃析晶，出現晶核，會大大降低玻璃的使用壽命，尤其是各種冶金企業的視窗玻璃，其工作溫度相對較高，對這點需要更為注意。

同時，安裝使用過程中，需要避免玻璃的碰撞和敲擊，雖然耐熱玻璃的機械強度相對較高，不過還是比較易碎的玻璃製品，在運輸，使用過程中需要特別注意。

兩者區別

與鋼化玻璃區別

製造過程區別

鋼化玻璃是將一般玻璃加熱到約650度後，經過強風使其快速冷卻而製成。 經過這些過程，鋼化玻璃具有比一般玻璃高出2-3倍的物理強度，熱衝擊度也同時變強了。在這些過程中，玻璃表面形成了預應力,同時在玻璃內部也凝縮了能量。不過在鋼化處理過程中，由於玻璃內部形成預應力並且凝縮能量，所以在破損或自爆時，其凝縮的能量會釋放出來，形成碎片飛散，同時產生爆炸聲。受到較強機械性衝擊、表面裂痕、熱衝擊等外部因素易使鋼化玻璃破損，而玻璃內部含有的雜質、氣泡以及硫化鎳也會使鋼化玻璃破損。鋼化玻璃破損的原因多種多樣，有些自爆現象常常令人防不勝防。

耐熱玻璃

安全性

耐熱玻璃從外表面上看都差不多，不過材質上卻有著很大的不同。

1）無自爆

與鋼化玻璃不同，耐熱玻璃不會在沒受到外部衝擊的情況下，出現爆炸的現象。鋼化玻璃自爆的原因如下。

①含有硫化鎳(NiS)

一般玻璃製作過程中，通常都會混入硫化鎳(NiS)這樣的雜質。在玻璃的製造過程中，為了去除其中的空氣、燃料或是氣泡，通常會加入清淨劑，而硫(S)就存在於這種清淨劑中，而鎳(Ni)通常存在於玻璃原料或製造過程中使用的金屬機器中。兩者相遇就會形成硫化鎳，這就是玻璃內部的雜質。

鋼化玻璃記憶體在的硫化鎳處於不穩定的狀態，會有發生問題的可能性。鋼化玻璃在製作過程中必須通過急冷的鋼化處理，這些鋼化處理會使得硫化鎳處於不穩定的狀態。相反，普通玻璃或耐熱玻璃包含硫化鎳，卻可以保持穩定的狀態。

硫化鎳雜質是極少的，根本不可能被發現。但包含硫化鎳雜誌的鋼化玻璃上市後，隨著時間的流逝，會因為周圍環境和溫度變化而會慢慢地膨脹起來。這種現象會打破玻璃內部存在的許多應力之間的均衡，玻璃表面就可能裂開，從而形成自曝現象。

②鋼化處理的不均一

鋼化玻璃本來主要用於建築物外牆或作為工業視窗使用，不過它也被用在家用器皿上。工業用鋼化板玻璃有固定的大小和形狀，可以做均一的鋼化處理。而鋼化玻璃器皿因結構更複雜，而不能做到均一的鋼化處理。鋼化處理不完整的部分就無法保證耐熱性。所以一般把鋼化玻璃從高溫轉移到低溫時，耐熱性不足的部分就會因為無法忍受急劇的溫度差異而爆炸。通過干涉條紋測定實驗，可以發現鋼化處理不均一的現象。一般來說，鋼化玻璃的干涉條紋越明顯，各種顏色越分散，則表明鋼化處理越不均一。

[鋼化玻璃和耐熱玻璃的鋼化應力實驗-干涉條紋測定實驗]

鋼化玻璃器皿因為比平板玻璃有著更複雜的結構，不能做到均一的鋼化處理，所以鋼化玻璃整體的應力並不均一。耐熱玻璃是通過緩冷過程生產的，在玻璃上不存在應力。鋼化玻璃通過應力來耐受熱衝擊，所以若玻璃應力不均一，一旦有一點點裂痕、碰撞或急劇溫度變化，就很容易破裂。

[鋼化玻璃]

[耐熱玻璃]

2)無飛散

鋼化玻璃破裂時會爆裂、飛散，而耐熱玻璃不會。鋼化玻璃在鋼化處理過程中，玻璃內部形成預應力並且凝縮能量。

隨著鋼化玻璃器皿事故發生的增加，2008年7月“綠色消費者連帶”發布消費者警告關於鋼化玻璃器皿使用，2009年9月韓國消費者院發表了關於玻璃器皿類安全事態調查。 鋼化玻璃危害事故不僅發生在韓國，其他國家也頻頻發生問題。在美國，《消費者報告》欄目就向CPSC(美國消費者安全委員會)舉報的152宗鋼化玻璃事件開展了鋼化玻璃危險性的實驗，2011年1月和10月份分別進行了深層採訪。由於自爆事故並不是每一次都造成傷害，所以很多案例並沒有被舉報，實際發生的自爆事故會多出很多。

各自使用事項

鋼化玻璃在有水或潮濕的空氣里，耐熱溫度不能超過180度，家庭廚具餐具使用需注意區分材質，以免發生危險。

隨著玻璃製作工藝日益精進，漂亮耐用的玻璃製品已經被越來越廣泛地使用，特別是走上餐桌、走進廚房。耐熱玻璃由於其優秀的溫差變化安全特徵，被廣泛使用於嬰兒奶瓶、廚房玻璃保鮮容器、實驗用燒瓶、工業鍋爐視鏡、機械設備視窗玻璃等用途。

在家庭生活中主要用到的玻璃有普通玻璃，鋼化玻璃及耐熱玻璃三大品類，大部分消費者知道普通玻璃不能直接用於高溫加熱的使用環境，但很多消費者並不了解鋼化玻璃和耐熱玻璃的區別，誤將鋼化玻璃容器用作了烹飪用途，以致造成了鋼化玻璃器皿爆裂後傷人的事件。

鋼化玻璃之所以容易自爆，是因為在製造的過程中，經常會變成混入了肉眼發現不了的硫化鎳成分（NiS），這種硫化鎳會導致鋼化玻璃在周圍環境溫度變化下發生與玻璃不相匹配的較大膨脹，從而造成玻璃自爆飛片現象。

而適合廚房使用的耐熱玻璃，其含有耐高溫的硼矽酸鹽成分，最高承受450℃高溫，可以承受300℃的驟冷驟熱溫差變化，無自爆危險。

工業用耐熱玻璃，所含的硼矽酸鹽成分中的二氧化矽含量更高，最高可以耐到1500度高溫，可以承受1200度至20度常溫水的急冷急熱試驗，是所有耐高溫玻璃等級最高的特種玻璃。工業用耐熱玻璃遇到外力撞擊或老化時，玻璃會自受力點向同方向裂開痕跡，此時務必及時更換。有些使用久遠的工業用耐熱玻璃，會出現霧化現象，霧化現象的出現證明玻璃已經開始老化，要及時進行更換。

塗覆耐熱塗層玻璃

在眾多的耐熱玻璃纖維製品中，塗覆耐熱塗層玻璃纖維製品得到不斷的發展。塗覆耐熱無機材料的玻璃纖維製品與未塗覆的製品相比，耐熱性能大大提高，具有耐高溫、隔火阻燃等優越性能。塗覆蛭石玻璃纖維製品作為塗覆耐熱塗層製品中的一員，近20年來得到迅速的發展。這種塗覆玻璃纖維製品具有優良的隔熱阻燃性能。與耐高溫纖維製品如陶瓷纖維製品、高矽氧玻璃纖維製品相比，這種塗層製品製作工藝相對簡單，價格便宜，因此倍受人們的關注，套用領域得到日益擴大。在國外，塗覆蛭石的耐熱玻璃纖維製品如今品種繁多，日趨成熟，如美國奧伯思公司的商品名為VEXTRA的系列製品。這些耐熱玻璃纖維製品廣泛用於焊接防護、窯爐擋簾、管道包紮、膨脹節、隔熱屏、機器保護、排氣支管包紮等方面。