Quelltext der Seite Borosilikatglas

[[Datei:Schott Duran glassware.jpg|mini|Ein [[Becherglas]] mit einem [[Reagenzglas]] aus Borosilikatglas]]

'''Borosilikatglas''', auch '''Borosilicatglas''', '''Borsilikatglas''' oder kurz '''Borglas''' ist ein sehr chemikalien- und temperaturbeständiges [[Glas]], das vor allem für [[Glasgerät]]e im Labor, der chemischen [[Verfahrenstechnik]] und im [[Privathaushalt|Haushalt]] eingesetzt wird. Die gute chemische Beständigkeit gegenüber Wasser, vielen Chemikalien und pharmazeutischen Produkten ([[hydrolytische Klasse]] 1) erklärt sich durch den [[Bor]]-Gehalt der Gläser. Die Unempfindlichkeit gegen plötzliche Temperaturschwankungen ist eine Folge des geringen [[Ausdehnungskoeffizient|Wärmeausdehnungskoeffizienten]] von etwa 3,3&nbsp;·&nbsp;10<sup>−6</sup> K<sup>−1</sup>. Zum Vergleich: Der Wärmeausdehnungskoeffizient von [[Kalk-Natron-Glas]], das häufig zur Fertigung von Flaschen, Lebensmittelverpackungen, Trinkgläsern und Flachglas verwendet wird, ist etwa 9&nbsp;·&nbsp;10<sup>−6</sup> K<sup>−1</sup>.

Erstmals hergestellt wurde Borosilikatglas als '''Normalthermometerglas'''<ref>[[Paul Diepgen]], [[Heinz Goerke]]: ''[[Ludwig Aschoff|Aschoff]]/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin.'' 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, S. 46.</ref> 1886/1887 von dem deutschen Chemiker und Glastechniker [[Otto Schott]].

== Zusammensetzung ==

[[File:Algal cultures (51160010381).jpg|thumb|Kulturen in [[Erlenmeyerkolben]]]]

Borosilikatglas besteht – rechnerisch – aus
* 70 % bis 80 % [[Siliciumdioxid]] (SiO<sub>2</sub>)
* 7 % bis 13 % [[Bortrioxid]] (B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>).
* 4 % bis 8 % [[Alkalimetall|Alkali]]oxiden ([[Natriumoxid]] Na<sub>2</sub>O; [[Kaliumoxid]] K<sub>2</sub>O)
* 2 % bis 7 % [[Aluminiumoxid]] (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
* 0 % bis 5 % [[Erdalkalimetall|Erdalkali]]oxiden ([[Calciumoxid|CaO]], [[Magnesiumoxid|MgO]], …)

Der Name der Glasgruppe ist aus den beiden Komponenten mit den größten Anteilen abgeleitet.

== Eigenschaften ==
Die mechanischen, optischen und chemischen Eigenschaften von Borosilikatgläsern ähneln sich. Hier sind beispielhaft die Eigenschaften von [[Duran (Glas)|Duran]] angegeben.<ref>[http://www.duran-group.com/de/ueber-duran/duran-eigenschaften.html DURAN-Eigenschaften.html], Datenblatt für Duran.</ref>

{| class="wikitable"
|-
! Eigenschaft !! Wert !! Anmerkung
|-
| [[Brechungsindex]] für oranges Licht (587 nm) || <math>n = 1{,}473</math>|| Deutlich niedriger als [[Flintglas]]
|-
| [[Abbe-Zahl]] || <math>\nu = 65</math>|| Damit handelt es sich um ein typisches [[Kronglas]]
|-
| [[Dichte]] || <math>\rho = 2{,}23~\mathrm{g\;cm^{-3}}</math>|| Etwa um 10 % leichter als [[Fensterglas]].
|-
| [[E-Modul]] || <math> E = 64\cdot 10^3~{\rm N~mm^{-2}}</math>||
|-
| Relative [[Dielektrizitätszahl]] || <math>\varepsilon_\text{r} = 4{,}6</math>||Für f = 1 MHz bei T = 25 °C
|-
| [[Ausdehnungskoeffizient|Wärmeausdehnungskoeffizient]] || <math>\alpha = 3{,}3 \cdot 10^{-6}~\mathrm{K^{-1}}</math>|| Etwa 40 % des Wertes von Fensterglas
|-
| [[Wärmeleitfähigkeit]] || <math>k = 1{,}2~{\rm W~K^{-1}~m^{-1}}</math>|| Ähnlich wie Zement
|-
| [[Spezifische Wärmekapazität]] || <math> C = 830~{\rm J ~ kg^{-1} ~ K^{-1}}</math>||
|-
| Maximale Arbeitstemperatur || <math>T_{\rm max} = 500~{\rm ^\circ C}</math>||
|-
| [[Glasübergangstemperatur]] || <math>T_{\rm glas} = 525~{\rm ^\circ C}</math>||
|-
| [[Transformationsbereich#Grenzen|Erweichungspunkt]] || <math>T = 825~{\rm ^\circ C}</math>||
|}

Borosilikatglas verhält sich gegenüber den meisten Chemikalien nahezu [[Inerte Substanz|inert]]. Der Abtrag des Glases ist sehr gering, aber nicht null. Es gibt Prüfverfahren nach: ISO 720 (Hydrolytische Beständigkeit), ISO 695 (Laugenbeständigkeit) und DIN 12116 (Säurebeständigkeit). Es wird bei dauerhafter Einwirkung von [[Flusssäure]], konzentrierter, heißer [[Phosphorsäure]] und konzentrierten Laugen wie [[Natronlauge]] angegriffen.

=== Verwandte Gläser ===
Aus Gründen der Klassifizierung kann Borosilikatglas entsprechend seiner Oxidzusammensetzung (in Massenanteilen) grob in die folgenden Gruppen eingeordnet werden. Charakteristisch für Borosilikatgläser sind erhebliche Mengen an Siliziumdioxid (SiO<sub>2</sub>) und Boroxid (ab 8 % B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), die als [[Netzwerkbildner|Glasbildner]] fungieren. Die Menge an Boroxid beeinflusst die Glaseigenschaften in einer bestimmten Weise. Neben den hochresistenten Sorten (B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> bis maximal 13 %) gibt es noch Weitere, die aufgrund der unterschiedlichen Strukturierung des Boroxids im Strukturnetzwerk nur eine geringe Chemikalienbeständigkeit aufweisen (B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Gehalt über 15 %). Daher unterscheidet man zwischen den folgenden Subtypen.

; Erdalkalifreie Borosilikatgläser (Borosilikatglas 3.3)
Der B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Gehalt bei Borosilikatglas liegt üblicherweise zwischen 12…13 % und der SiO<sub>2</sub>-Gehalt bei über 80 %. Die hohe Chemikalienbeständigkeit und geringe Wärmeausdehnung  von 3,3&nbsp;·&nbsp;10<sup>−6</sup> K<sup>−1</sup> – die niedrigste Ausdehnung aller handelsüblichen Gläser für umfassende technische Anwendungen – machen es zu einem vielseitig einsetzbaren Glasmaterial. Hochwertige Borosilikat-Flachgläser werden in einer Großzahl von Industriezweigen eingesetzt, hauptsächlich für technische Anwendungen, die entweder eine gute Wärmebeständigkeit, eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit oder eine hohe [[Lichtdurchlässigkeit]] in Kombination mit einer makellosen Oberflächenqualität fordern. Andere typische Anwendungsbereiche für verschiedene Formen von Borosilikatglas sind Glasröhrchen, Glasrohrleitungen, Glasbehälter usw., die insbesondere in der chemischen Industrie zum Einsatz kommen.

; Erdalkalihaltige Borosilikatgläser
Zusätzlich zu einem SiO<sub>2</sub>-Gehalt von ungefähr 75 % und 8…12 % B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, enthalten diese Gläser einen Anteil von bis zu 5 % an [[Erdalkalimetalle|Erdalkalien]] und Aluminiumoxid (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>). Dies ist ein Subtyp von etwas weicheren Gläsern (vergleichbar mit nicht-erdalkalihaltigen Borosilikatglas), der thermische Ausdehnungen im Bereich 4…5&nbsp;·&nbsp;10<sup>−6</sup> K<sup>−1</sup> aufweist.

; Hochborsäurehaltige Borosilikatgläser
Gläser, die zusätzlich B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> und 65…70 % SiO<sub>2</sub> enthalten sowie geringe Mengen an Alkalien und Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, weisen niedrigere Erweichungspunkte und eine geringe Wärmeausdehnung auf. Verschmelzanpassung an [[Wolfram-Molybdän-Legierungen]] sowie eine hohe elektrische Isolation sind die wichtigsten Eigenschaften dieser Gläser. Der erhöhte B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Gehalt verringert die chemische Beständigkeit; In dieser Hinsicht unterscheiden sich die Borosilikatgläser weitgehend von erdalkalifreien und erdalkalihaltigen Borosilikatgläsern. Zu den hochborsäurehaltigen Gläsern gehören auch Borosilikatgläser, die für [[Ultraviolettstrahlung|UV]]-Strahlung durchlässig sind und dabei die besten Eigenschaften von Borosilikat- und Quarzglas kombinieren.<ref>[http://www.jb-electronics.de/downloads/elektronik/nixies/eigenbau/schott_technical_glasses.pdf Technische Gläser: Physikalische und chemische Eigenschaften]</ref>

== Anwendungsbereiche ==

Borosilikatglas wird vielfach als Behälterglas in der [[Chemie]] der [[Industrie]] sowie in der [[Forschung]] verwendet, wo Gefäße wie [[Erlenmeyerkolben]], [[Becherglas|Bechergläser]] und [[Reagenzglas|Reagenzgläser]] verwendet werden.

Borosilikatglas nach DIN 7080 wird in [[Schauglas]]<nowiki/>armaturen eingesetzt, welche oft in [[Behälterschauglas|Behälterschaugläsern]]<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.aci24.com/de/produkte/schauglasarmaturen/behaelterschauglaeser/runde-schauglaeser-zum-einschwei%C3%9Fen/typ-320-pn10-16.html |titel=Behälterschauglas |werk= |hrsg=ACI Industriearmaturen |datum= |abruf=2020-01-31 |sprache=de}}</ref> und [[Durchflussschauglas|Durchflussschaugläsern]]<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.aci24.com/de/produkte/schauglasarmaturen/durchfluss-schauglaeser/durchfluss-schauglaeser-din/schauglaeser-typ-530-pn16-40.html |titel=Durchflussschauglas Typ 530 |werk= |hrsg=ACI Industriearmaturen |datum= |abruf=2020-01-31 |sprache=}}</ref> verwendet werden.

Borosilikatglas nach DIN 7081 wird in Längsschauglasarmaturen verwendet<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://www.aci24.com/de/produkte/schauglasarmaturen/behaelterschauglaeser/laengsschauglaeser/typ-330-pn16-40.html |titel=Längsschauglas Typ 330 |werk= |hrsg=ACI Industriearmaturen |datum= |abruf=2020-01-31 |sprache=de}}</ref>.

Borosilikatglas wird auch als [[Flachglas]] hergestellt. Ein Herstellungsverfahren hierfür ist unter dem Namen ''Borofloat'' (Zusammenziehung der Worte Borosilikatglas und [[Floatglas]]verfahren) bekannt.

Borosilikatglas ist die Trägersubstanz zur inerten Lagerung radioaktiver Abfälle. Im Schmelzverfahren werden Glasmasse und radioaktive Substanz gemischt und abgefüllt (beispielsweise bei [[Eurochemic]] in [[Mol (Belgien)]] bis 1974, [[Verglasungseinrichtung Karlsruhe]] (Deutschland)  bis 1990, [[Atelier Vitrification Marcoule]] in der [[Nuklearanlage Marcoule]] (Frankreich) bis 1999, [[Wiederaufarbeitungsanlage La Hague]] in [[La Hague]] (Frankreich) bis heute, [[Sellafield]] bei Seascale (UK) bis heute).

Borosilikatglas findet ebenfalls als dünne Deckschicht bei [[Hitzeschutzkachel]]n Verwendung, welche zum Beispiel bei [[Space Shuttle]]s zum Einsatz kamen.

== Handelsnamen ==
Borosilikatglas wird in leicht unterschiedlichen Zusammensetzungen unter verschiedenen Handelsnamen angeboten:
* Boran von ''Mennes'', Borosilicatglasrohre, -stäbe und -kapillaren, gerade und gebogen, für Armaturenbau, Apparatebau, Maschinenbau, Anlagenbau und Leuchtenherstellung
* Borofloat von [[Schott AG|Schott]], ein Borsilikatglas, das wie Fensterglas in einem [[Floatprozess]] zu flachen Scheiben gegossen wird.
* BK7 von Schott, ein Borosilikatglas mit besonders großer Reinheit. Haupteinsatzgebiet sind Linsen und Spiegel für Laser, Kameras und Teleskope.
* [[Duran (Glas)|Duran]] von der [[DWK Life Sciences]], ähnlich wie Pyrex, Simax oder Jenaer Glas.
* [[Fiolax]] von Schott; Haupteinsatzgebiet sind Behälter in der Medizin.
* [[Ilmabor]] von [[Technische Glaswerke Ilmenau|TGI]] (2014 Insolvenz); Haupteinsatzgebiet waren Gefäße und Geräte in Laboren und für Medizin.
* [[Jenaer Glas]] von [[Zwiesel Kristallglas]], ehemals Schott AG. Haupteinsatzgebiet ist Küchengeschirr.
* [[Pyrex]] von [[Arc International Cookware]], ehemals [[Corning (Unternehmen)|Corning]]; Haupteinsatzgebiet ist Küchengeschirr, ehemals auch Laborbehälter.
* [[Rasotherm]] von  VEB Jenaer Glaswerk Schott & Genossen, fand breite Anwendung als Technisches Glas.
* [[Simax]] von ''Pegasus Industrial Specialties''<ref>''[http://www.pegasus-glass.com/brands/simax.aspx Simax Borosilicate Glass 3.3]'' bei pegasus-glass.com.</ref> oder ''[[Kavalier Glaswerke]]''<ref>''{{Webarchiv|url=http://www.simax.com/en/section/32-simax-glass-mass.html |wayback=20151025111850 |text=Simax glass mass: Technical Information }}'' bei simax.com.</ref>, ähnlich wie Pyrex oder Jenaer Glas.
* [[Willow Glass]] ist ein alkalifreies, sehr dünnes und biegsames Borosilikatglas der Firma [[Corning (Unternehmen)|Corning]].
* [[Suprax]] von [[Schott AG|Schott]] (hergestellt durch Auer Lighting), ein Borosilikatglas für Linsen, Kollimatoren, Reflektoren und Schaugläser.
* [[Borcam]] von Paşabahçe. Haupteinsatzgebiet ist Küchengeschirr.
* E6 von [[Ohara Corporation]], als Spiegelträger [[Liste der größten optischen Teleskope|großer Spiegelteleskope]]
* LM55 von Ludwig Mohren KG, als Flachgläser oder in Ringform für industrielle Anwendungen

== Weblinks ==
[[Kategorie:Wikipedia.de Artikel]]
{{Wiktionary}}
{{Commonscat|Borosilicate glass|Borosilikatglas}}

== Einzelnachweise ==
<references />
{{Einteilung Gläser Chemismus}}
[[Kategorie:Glasart nach Chemismus]]