Vad är värmebeständigt glas?

Värmebeständigt glas är glas som är mer motståndskraftigt mot värmechock än vanligt glas. Den är därför lämplig för industri-, konstruktions- och matlagningsapplikationer där temperaturförändringar sannolikt skulle få vanligt glas att splittras. Värmebeständigt glas är vanligtvis borosilikatglas, härdat soda-limeglas eller glaskeramik. Glasbakverk kallas ofta av allmänheten för Pyrex®, men detta är egentligen ett varumärke som tillhör Corning®, Inc., en stor tillverkare av glas- och keramiska produkter.

När de flesta material värms upp expanderar de; när de svalnat drar de ihop sig. Denna egenskap är känd som termisk expansion, och siffran som anger hur mycket ett givet material expanderar eller drar ihop sig kallas dess termiska expansionskoefficient. Glas har en hög värmeutvidgningskoefficient, vilket gör att det expanderar mycket snabbt vid uppvärmning. Denna snabba expansion kan få glaset att splittras, en konsekvens som kallas termisk chock. Glas kan tillverkas för att motstå termisk chock genom att ändra dess kemiska sammansättning, tillverkningsmetod eller båda.

De flesta vanligt glas tillverkas genom att blanda kiseldioxid, kalk, natriumkarbonat och små mängder andra mineraler. Detta är känt som soda-lime glas och används för glasflaskor och burkar, fönsterrutor och andra vanliga applikationer. I slutet av 19-talet uppfann den tyske kemisten Otto Schott borosilikatglas genom att tillsätta bor till blandningen.

Borosilikatglas är lättare och starkare än soda-kalkglas, har en högre smältpunkt och har en mycket lägre värmeutvidgningskoefficient. Den används för värmebeständig glaslaboratorieutrustning, såsom provrör; för bakverk och serveringsfat; och i industriella applikationer där hög motståndskraft mot värmechock är nödvändig, såsom värmeisoleringsplattor. Det används också som ett högkvalitativt optiskt glas – till exempel i stora teleskop – eftersom det överför ljus väl och motstår att ändra form.

Corning® populariserade användningen av borosilikatglas i bakverk under sitt varumärke Pyrex®, men de flesta Pyrex® som säljs i USA idag är härdat soda-limeglas. Härdat glas har värmebehandlats under tillverkningen, vilket gör att den inre delen av glaset drar ihop sig och ytspänningen ökar, vilket resulterar i en bättre balansering av spänningar i glaset. Härdat glas är starkare än ohärdat glas och motstår bättre termiska stötar.

Värmebeständigt härdat glas används i kokkärl och i glasskärmar av öppen spis. Den största nackdelen med att använda denna typ av glas är att dess form inte kan ändras efter kylning. Att skära eller flisa härdat glas obalanserar dess inre spänningar, vilket gör att det lätt går sönder. När den går sönder tenderar den att gå sönder i små bitar snarare än i stora, vassa fragment. Av denna anledning används det ofta i bilvindrutor.
Glaskeramik är glas som har värmebehandlats tills det börjar bildas kristaller i glaset. Genom att variera mängden kristall är det möjligt att skapa värmebeständigt glas med ett brett spektrum av möjliga värmeutvidgningskoefficienter. Glaskeramik används mest för spishällar av glas och matlagningsytor, för spisskärmar och för brandsäkra glaspaneler. I byggandet är ett fönster eller glaspanel som beskrivs som ”brandsäker” vanligtvis soda-lime glas som har glaserats med glaskeramik, eller är konstruerad av två rutor och fylld med ett brandskyddande material.