シリカガラスは、特にホウケイ酸ガラスの形で、その低い熱膨張係数と高い温度耐性により、大きな圧力に耐えることができます。
ホウケイ酸ガラスは、破壊することなく広い温度差を扱えることで知られています。
これは線膨張係数の低さ（3.3 x 10-6 K-1）に直接関係しています。
この特性により、様々な温度や圧力の下でも構造的完全性を保つことができる。
圧力機器での使用に適している。
4つの主な要因
1.低熱膨張
ホウケイ酸ガラスの線膨張係数は非常に小さい。
つまり、温度変化によって大きく膨張したり収縮したりすることがありません。
この特性は、圧力下でガラスの構造的完全性を維持する上で極めて重要です。
熱応力による破損のリスクを低減します。
2.高温耐性
ホウケイ酸ガラスは高温に耐えることができます。
一般的な条件下での最大許容使用温度は200℃です。
この高温耐性は、ガラスが熱にさらされる可能性のある用途では不可欠です。
例えば、化学・製薬プロセスなどである。
ガラスは525℃で軟化し始め、860℃を超えると液体状態に変化する。
堅牢な熱特性を示している。
3.耐圧性
低熱膨張と高温耐性の組み合わせにより、ホウケイ酸ガラスは圧力を扱うための優れた材料となる。
例えば、G3.3ホウケイ酸ガラス製のガラスリアクターでは、作動状態で0.0095ミリパスカルまでの圧力に耐える設計となっている。
この耐圧性は、高温・高圧を伴うプロセスの安全性と効率を維持する上で極めて重要である。
4.構造的完全性
ホウケイ酸ガラスは、温度や圧力が変化してもその形状や強度を保つことができるため、ガラスパイプラインのような用途では特に重要です。
熱膨張が小さいため、熱膨張に対する高価な補償措置の必要性が減少します。
ガラス機器の構造的完全性の確保
要約すると、シリカガラス、特にホウケイ酸ガラスは、そのユニークな熱特性と構造的完全性により、大きな圧力に耐えることができます。
これらの特性により、様々な高圧・高温用途で好まれる材料となっています。
実験装置、化学反応器、医療機器などです。
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