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耐熱ガラスについて

《耐熱ガラスの特性》

  • 膨張係数が小さく、熱衝撃に強い。
  • 耐薬品性に優れている。

イメージ

  • ガラスの破壊は機械的な衝撃によるものと、熱的な要因による歪から生ずる応力にもとづくものに分かれます。
  • ガラスは熱に対して伸びたり、縮んだりします。
    板ガラスの片面を熱すると熱せられた面は熱膨張により伸びようとしますが、ガラスの熱伝導が小さい為に熱が裏面側になかなか伝わらず、裏面側はそのままの状態でいようとします。そのため、表面と裏面の間に熱による応力が生じ、この熱応力がガラスの破断応力を超えるとガラスは破壊されてしまいます。
  • 耐熱ガラスは普通ガラスに比べ熱膨張率が小さい為、ガラスに温度差があっても熱応力が小さくなるため、高温や急激な温度変化に耐えることができます。
  • ガラスの耐熱性は使用限界温度と耐熱衝撃温度(耐温度変化)に分けて考える必要があります。
  • 耐熱ガラスの比較表

●耐熱ガラスの諸特性

特性 単位 普通強化ガラス テンパックス テンパックス強化 ネオセラムN-0 石英ガラス
使用限界温度 常用 -(210) 450 260 750 900
最高 80※(250) 500 290 800 1000
耐熱衝撃温度 3t 175 250 800 900
6t 160 250
9t 150 250
熱 応 力 80 100

*常用使用温度:長時間連続使用温度
*最高使用温度:短時間(10時間未満)使用可能温度
*耐熱衝撃温度(ヒートショック):ガラス全面の急激な耐温度変化を示します。
*熱応力:ガラス1枚の高温部と低温部の耐温度差を示します。

※ 使用温度限界として従来、普通ガラス「常用110℃ 最高380℃」、普通強化ガラス「常用210℃ 最高250℃」としていましたが、圧力容器構造規格により、普通強化ガラスの使用は80℃までとなり、それ以上の温度の場合はテンパックス強化ガラスを使用することとなっています。そのことから、ここでは普通強化ガラスは80℃と表示しています。

●耐熱ガラスの諸特性

特性 単位 普通板硝子 普通強化ガラス テンパックス テンパックス強化 ネオセラムN-0 石英ガラス
ガラスの種類 ソーダライム ソーダライム ホウケイ酸 ホウケイ酸 結晶化ガラス 珪酸(シリカ)
透明 透明 透明 透明 透明(ブロンズ色) 透明
密 度 g/㎝3 2.5 2.5 2.2 2.2 2.51 2.2
熱膨張係数α(20-300℃) ×10-7/℃ 90 90 32.5 32.5 -6 5.9
軟 化 点 730 730 820 820 1720
徐 冷 点 540 540 560 560 1180
歪 点 500 500 518 518 1070
ヤング率 10-3㎏/㎜2 7.3 6.4 9.0 7.4
屈折率(Nd) 1.52 1.52 1.4714 1.4714 1.541 1.458
ポアソン比 0.25 0.2 0.17
ヌープ硬度 ㎏/㎜2 540 540 480 480 500 560
第1種・第2種圧力容器適合品※1 × ○(80℃以下) × × ×
高圧ガス特定設備適合品※2 × × × ×

※1、※2は試験報告書が必要になります。