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बोरोसिलिकेट ग्लास का कौन सा गुण इसे थर्मल शॉक (तापीय आघात) प्रतिरोध के लिए उपयुक्त बनाता है?
कम थर्मल विस्तार गुणांक।
कम घनत्व
उच्च अपवर्तनांक
उच्च पारदर्शिता
कम थर्मल विस्तार गुणांक।
बोरोसिलिकेट ग्लास थर्मल शॉक के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी है क्योंकि इसमें रैखिक थर्मल विस्तार का गुणांक बहुत कम होता है। यह गुण तेजी से तापमान परिवर्तन के कारण उत्पन्न होने वाले आंतरिक तनाव को कम करता है, जिससे ग्लास को थर्मल ग्रेडिएंट के तहत टूटने या चटकने से रोका जाता है।
ASTM E438-92 (प्रयोगशाला उपकरणों में ग्लास के लिए मानक विनिर्देश)
बोरोसिलिकेट ग्लास थर्मल शॉक के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी है क्योंकि इसमें रैखिक थर्मल विस्तार का गुणांक बहुत कम होता है। यह गुण तेजी से तापमान परिवर्तन के कारण उत्पन्न होने वाले आंतरिक तनाव को कम करता है, जिससे ग्लास को थर्मल ग्रेडिएंट के तहत टूटने या चटकने से रोका जाता है।
σ=1−νE⋅α⋅ΔT — थर्मल तनाव सूत्र जहाँ E यंग का मापांक है, α थर्मल विस्तार का गुणांक है, ΔT तापमान परिवर्तन है, और ν पॉइसन अनुपात है।
α=L1⋅dTdL — रैखिक थर्मल विस्तार का गुणांक।
जब किसी सामग्री को तापमान ग्रेडिएंट के अधीन किया जाता है, तो विभेदक विस्तार या संकुचन होता है। उत्पन्न थर्मल तनाव थर्मल विस्तार गुणांक (α) के समानुपाती होता है। सिलिकेट नेटवर्क में बोरॉन ट्राइऑक्साइड (B2O3) को शामिल करके, संरचना अधिक स्थिर हो जाती है, जिससे साधारण सोडा-लाइम ग्लास की तुलना में α काफी कम हो जाता है। नतीजतन, तेजी से गर्म करने या ठंडा करने के चक्र के दौरान प्रेरित तनाव σ सामग्री की फ्रैक्चर शक्ति से नीचे बना रहता है।
बोरोसिलिकेट ग्लास में आमतौर पर 70-80% सिलिका और 7-13% बोरॉन ट्राइऑक्साइड होता है।
यह आमतौर पर पाइरेक्स (Pyrex) या डुरान (Duran) जैसे व्यापारिक नामों के तहत विपणन किया जाता है।
कम थर्मल विस्तार प्रयोगशाला और औद्योगिक उपकरणों में संरचनात्मक थकान को रोकता है।
उच्च रासायनिक स्थायित्व
थर्मल शॉक के प्रति उच्च प्रतिरोध
कम विद्युत चालकता
सोडा-लाइम ग्लास की तुलना में उच्च उत्पादन लागत
निर्माण के दौरान उच्च पिघलने के तापमान की आवश्यकता
प्रयोगशाला के कांच के उपकरण (बीकर, फ्लास्क)
औद्योगिक साइट ग्लास
फार्मास्युटिकल प्राथमिक पैकेजिंग
बोरोसिलिकेट ग्लास के लिए थर्मल विस्तार का गुणांक लगभग 3.3×10−6/°C है, जबकि सोडा-लाइम ग्लास का लगभग 9×10−6/°C है।
विकल्प B (कम घनत्व) एक निहित गुण है लेकिन यह थर्मल शॉक प्रतिरोध को निर्धारित नहीं करता है। विकल्प C और D ऑप्टिकल गुणों से संबंधित हैं, न कि यांत्रिक स्थिरता से।
A सही है — बोरोसिलिकेट ग्लास में कम थर्मल विस्तार गुणांक होता है, जो तेजी से तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण होने वाले भौतिक विरूपण और तनाव को सीमित करता है।
हमेशा याद रखें कि थर्मल शॉक प्रतिरोध थर्मल विस्तार गुणांक (α) के व्युत्क्रमानुपाती होता है; उच्च ताप प्रवाह वाली अनुप्रयोगों के लिए कम α वाली सामग्रियों की तलाश करें।
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