ความแตกต่างหลักระหว่างกระจกโซดาไลม์และกระจกโบโรซิลิเคทอยู่ที่องค์ประกอบทางเคมี ประสิทธิภาพทางความร้อน ความเสถียรทางเคมี ความแข็งแรงเชิงกล ต้นทุน และสถานการณ์การใช้งาน การเปรียบเทียบโดยละเอียดมีดังต่อไปนี้:
1. องค์ประกอบทางเคมี (ความแตกต่างหลัก)
| ดัชนี | กระจกโซดาไลม์ | กระจกโบโรซิลิเกต |
|---|---|---|
| ส่วนประกอบหลัก | SiO₂ (70%–75%) + Na₂O + CaO | SiO₂ (70%–80%) + B₂O₃ (10%–15%) + Al₂O₃ |
| ปริมาณโลหะอัลคาไล | มีปริมาณ Na₂O สูง (12%–15%) ไม่มี B₂O₃ | แทบไม่มี Na₂O และ B₂O₃ เป็นตัวปรับแต่งหลัก |
| รากลักษณะเฉพาะ | ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลช่วยลดอุณหภูมิหลอมเหลว ทำให้ต้นทุนการผลิตลดลง | B₂O₃ ก่อตัวเป็นโครงสร้างเครือข่ายที่เสถียรกับ SiO₂ ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อนและความเสถียรทางเคมี |
2. ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ
(1) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน
- กระจกโซดาไลม์ : มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นสูง (ประมาณ 90×10⁻⁷/℃) จึงแตกง่ายเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และทนต่อความแตกต่างของอุณหภูมิได้ไม่เกิน 50℃ เท่านั้น
- กระจกโบโรซิลิเคท : มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำมาก (ประมาณ 3.3×10⁻⁷/℃ หรือที่รู้จักกันในชื่อ “กระจกขยายตัวต่ำ”) มีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีเยี่ยม และสามารถทนต่อความแตกต่างของอุณหภูมิได้มากกว่า 200℃ (เช่น การเทน้ำเย็นจัดลงในภาชนะบรรจุน้ำเดือดโดยตรงโดยไม่แตก)
(2) ความต้านทานต่ออุณหภูมิ
- กระจกโซดาไลม์ : อุณหภูมิอ่อนตัวอยู่ระหว่าง 500–600 องศาเซลเซียส โดยมีอุณหภูมิใช้งานในระยะยาวไม่เกิน 150 องศาเซลเซียส จะเสียรูปได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อนสูงเกินไป
- กระจกโบโรซิลิเกต : อุณหภูมิอ่อนตัวอยู่ในช่วง 800–900 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิใช้งานในระยะยาวได้ถึง 450 องศาเซลเซียส และทนต่ออุณหภูมิสูงในระยะสั้นได้ถึง 600 องศาเซลเซียส
(3) ความเสถียรทางเคมี
- แก้วโซดาไลม์ : ทนต่อกรดได้ปานกลาง ทนต่อด่างได้น้อย การสัมผัสกับน้ำหรือสภาพแวดล้อมชื้นเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดการตกตะกอนของไอออนด่าง (เช่น เกิดฝ้าบนผนังด้านในของแก้ว)
- กระจกโบโรซิลิเคท : มีความเสถียรทางเคมีสูง ทนต่อกรด ด่าง และการกัดกร่อนจากน้ำ แทบไม่มีการตกตะกอนของไอออน เหมาะสำหรับเก็บสารเคมีหรืออาหาร
(4) ความแข็งแรงเชิงกล
- กระจกโซดาไลม์ : เนื้อเปราะ แตกง่าย ทนต่อแรงกระแทกได้น้อย
- กระจกโบโรซิลิเคท : มีความแข็งแรงเชิงกลและทนต่อแรงกระแทกได้ดีกว่ากระจกโซดาไลม์ เศษกระจกที่แตกมีลักษณะค่อนข้างกลม ทำให้มีความอันตรายน้อยกว่า
3. ต้นทุนและสถานการณ์การใช้งาน
| ดัชนี | กระจกโซดาไลม์ | กระจกโบโรซิลิเกต |
|---|---|---|
| ต้นทุนการผลิต | ต่ำ (วัตถุดิบหาง่าย จุดหลอมเหลวต่ำ) | สูง (วัตถุดิบ B₂O₃ ราคาแพง จุดหลอมเหลวสูง) |
| การใช้งานทั่วไป | เครื่องแก้วที่ใช้ในชีวิตประจำวัน (ถ้วย ชาม) ขวดเครื่องดื่ม กระจกหน้าต่าง ลูกปัดแก้ว เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารทั่วไป | เครื่องแก้วสำหรับห้องปฏิบัติการ (บีกเกอร์ หลอดทดลอง) ภาชนะที่ใช้กับไมโครเวฟได้ กาต้มกาแฟ เครื่องมือทางแสง หลอดแก้วทนความร้อนสูง |
4. สรุป
- เลือกใช้กระจกโซดาไลม์สำหรับกรณีที่ต้องการต้นทุนต่ำ การใช้งานประจำวัน และไม่จำเป็นต้องมีข้อกำหนดเรื่องความทนทานต่ออุณหภูมิที่เข้มงวดมากนัก
- เลือกใช้กระจกโบโรซิลิเคทสำหรับงานที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน และความเสถียรทางเคมี