Бор в производстве стекла

Стекольная промышленность, обеспечивающая материалами такие очень важные отрасли промышленности, как строительство, автомобильная промышленность, производство товаров для дома, мебели, фармацевтическая, электрическая и электронная промышленность, является наиболее важной индустриальной отраслью с точки зрения потребления бора. Бор является очень важной составляющей для производства боросиликатного стекла, стекловаты и стекловолокна текстильного типа. Очень важная часть потребления продуктов бора сосредоточена в этих трех секторах. Отрасль производства стекловолокна (как для изоляции, так и текстильного типа) является крупнейшим рынком для борпродуктов, приблизительно 50% мирового потребления бора осуществляется в данном секторе.
















Используемые в стекольной промышленности борпродукты варьируются в зависимости от типа производимого стекла. Улексит и бура пятиводная являются двумя основными борпродуктами для производства изоляционной стекловаты высокого качества, имеющими решающее значение. Колеманит и борная кислота, в свою очередь, являются основными борпродуктами для производства стекловолокна текстильного типа, используемого в производстве прочных пластиковых и композитных материалов, потребляемых отраслями строительства, электроники, автомобилестроения, энергетики и производства спортивного инвентаря.
 
Стекловата используется во многих областях с целью обеспечения тепло- и звукоизоляции. Строительный сектор является наиболее важной отраслью с точки зрения потребления стекловаты, в данном секторе стекловата используется, в частности, для изоляции жилых, коммерческих и промышленных зданий и сооружений. Оксида бора (B2O3), добавленный в состав при производстве стекловаты в пропорции 4-5%, снижает температуру плавления стекла, препятствуют  повторной кристаллизации, увеличивает долговечность выпускаемого волокна.
 
Стекловолокно текстильного типа - легкий материал, который имеет высокую прочность на разрыв и ударную прочность, обладает высокой устойчивостью к химическим реакциям, не требует больших затрат на производство. Благодаря этим характеристикам стекловолокно используется для производства усиленных материалов и композитов, имеющих широкую область применения. Такие высокопрочные пластмассы и композиты быстрыми темпами начинают занимать место металлов и сплавов. Морские сапоги, лыжи, топливные баки, суда, железнодорожные вагоны, кровельные материалы (например, кровельная плитка) электронные платы, автомобильные бамперы, подкрылки, сиденья и приборные панели - вот некоторые из областей применения таких материалов. Кроме того, производство ветряных лопастей параллельно росту приверженности к экологически чистой энергии, представляет собой быстро развивающуюся отрасль потребления стекловолокна.
 
Состав стекловолокна может варьироваться в зависимости от типа производимого волокна. E-стекло с низким содержанием щелочей является наиболее широко применяемым волокном. Из-за низкой ломкости в процессе применения 90% потребления стекловолокна в мире приходится на E-стекло. В состав E-стекла входит до 12% оксида бора (B2O3), и в зависимости от конечных целей использования оно производится в виде филамента, нитей.

Производство боросиликатного стекла является одной из наиболее важных областей потребления борпродуктов в стекольной промышленности. Наиболее важными особенностями боросиликатного стекла является то, что оно придает материалам, в которые добавляются, устойчивость к термическим ударам, сопротивляемость ударам, устойчивость к химическим воздействиям и царапинам. Из-за этих свойств боросиликатное стекло используется в производстве лабораторного оборудования, в фармацевтической промышленности, в производстве кухонной техники, солнечных энергетических систем и в автомобильных осветительных приборах. Боросиликатное стекло содержит 5-30% оксида бора (B2O3).
 
В последние годы одной из наиболее важных развивающихся областей потребления бора является производство стекол для плоскопанельных дисплеев (такие как LCD). В результате смещения предпочтений потребителей от телевизоров с электронно-лучевой трубкой (CRT) в сторону плоских тонкопанельных телевизоров производство стекол для плоскопанельных дисплев значительно выросло. В целом, в стеклах для плоскопанельных дисплеев используется 11-13% оксида бора (B2O3). Из-за того, что в подобных стеклах щелочные ионы при смешивании с жидкокристаллическим материалом оказывают негативное влияние на TFT характеристики стекла, использование в производстве стекол для дисплеев таких щелочных веществ, как натрий, является нежелательным. Поэтому в таких стеклах используется не содержащая щелочей борная кислота.
 
Бор также используется в волоконной оптике, за счет чего обеспечивается эффективная передача световых фотонов в системах связи. Оптическое волокно состоит из двух различных частей - внутреннего сердечника и наружной секции. Внутренний сердечник производится из стекла с высоким индексом преломления, а наружная секция - из стекла с низким индексом преломления. Внутренний сердечник, как правило, состоит из боросиликатного стекла и расплавленного силиката.
 
С другой стороны, с расширением использования солнечных энергетических систем из-за роста цен на ископаемые энергоносители и смещения предпочтений в пользу политики использования возобновляемых источников энергии потребление боросиликатного стекла растет быстрыми темпами.






 

Тип стекла В2О3 (%)
Боросиликатное стекло 11-13
Кристаллическое стекло со свинцом 0.02-0.03
Оптическое волокно 21-23
С-стекло 4-6
D-стекло 22-23
Е-стекло 7-8
 
Поделиться
Поделиться
  |   Печать