Боросиликатное стекло и его отличие от обычного
Стеклянная посуда давно стала привычной частью нашей повседневной жизни. Мы подаём в ней напитки, сервируем стол и даже готовим еду. Но одни изделия спокойно выдерживают нагрев в духовке, а другие могут треснуть от резкого контакта с кипятком. Почему посуда, изготовленная из одного и того же на первый взгляд материала, так по-разному реагирует на высокие температуры? Всё дело в составе стекла.
Из чего изготавливают обычное стекло
Стаканы, салатники, чашки и другая посуда для повседневного использования чаще всего изготовлены из натрий-кальций-силикатного стекла. Его также называют содовым или просто обычным стеклом.
Основу такого стекла составляют три компонента — кварцевый песок, сода и известь. Песок служит главным сырьём, сода снижает температуру плавления и облегчает производство, а известь делает готовое стекло более устойчивым к воздействию воды и химических веществ.
Однако у содового стекла есть особенность — из-за содержания натрия оно сильнее расширяется при нагревании. Поэтому резкие перепады температуры могут привести к появлению трещин.
Например, если налить кипяток в холодный стакан, его внутренняя поверхность быстро нагреется и начнёт расширяться, тогда как внешняя останется значительно холоднее. Из-за разницы температур в стенках возникнет внутреннее напряжение. Если оно окажется слишком сильным, стакан может лопнуть.
Как Отто Шотт улучшил свойства стекла
Проблему низкой термостойкости обычного стекла удалось решить в конце XIX века. Немецкий химик Отто Шотт экспериментировал с составом материала для лабораторной посуды, которая могла бы выдерживать резкие перепады температур. Одним из ключевых компонентов его новой формулы стал оксид бора. Так появилось боросиликатное стекло.
Добавление бора изменило структуру материала и заметно снизило его тепловое расширение. В отличие от обычного содового стекла, боросиликатное при нагревании увеличивается в объёме гораздо меньше — примерно втрое. Благодаря этому разница температур между внутренней и внешней поверхностями создаёт значительно меньшее напряжение, а значит, риск появления трещин снижается.
В типичных составах боросиликатного стекла содержится около 7–13% оксида бора и сравнительно небольшое количество оксида натрия. Точные пропорции зависят от марки стекла. Именно сочетание компонентов придаёт материалу высокую термостойкость. Некоторые изделия способны выдерживать перепады температур порядка 160–170 °C, хотя конкретное значение зависит от технологии производства и характеристик посуды.
Интересный факт — фамилия Отто Шотта продолжает жить в названии немецкой компании SCHOTT, основанной на его научных разработках. Сегодня это международный производитель специальных стёкол и высокотехнологичных материалов. Из стекла SCHOTT делают лабораторное оборудование, фармацевтические ампулы и флаконы для лекарств, оптические компоненты, защитные стёкла для автомобилей и элементы бытовой техники. Так фамилия химика, который изменил представление о возможностях стекла, стала известна во многих отраслях промышленности.
Сравнение по устойчивости к температуре
В духовке температура может достигать 250–300 °C. Обычное содовое стекло не предназначено для такого нагрева — при резком или неравномерном изменении температуры оно может треснуть. Использовать его на газовой конфорке также нельзя — прямой контакт с пламенем создаёт риск локального перегрева и разрушения посуды.
Боросиликатное стекло гораздо лучше переносит высокие температуры и резкие перепады нагрева. Некоторые изделия из него подходят для духовки и даже для использования на плите. Однако возможность такого применения всегда нужно проверять по маркировке и инструкции производителя.
| Характеристика | Содовое стекло | Боросиликатное стекло |
| Допустимый перепад температур | до 50 °C | 160–170 °C |
| Коэффициент теплового расширения, 10⁻⁶ К⁻¹ | около 9 | 3,3 |
| Температура размягчения | около 730 °C | около 820 °C |
| Температура варки | 1400–1500 °C | 1600–1650 °C |
3 преимущества боросиликатного стекла перед обычным
Если отбросить рекламные мифы о “невесомости” и “противоударности”, у боросиликатного стекла есть три реальных преимущества перед содовым — термостойкость, химическая стойкость и способность сохранять первоначальный внешний вид.
Стойкость к термическому воздействию
Главное преимущество боросиликатного стекла — устойчивость к резким перепадам температур. Обычное содовое стекло расширяется при нагревании значительно сильнее. Если внутренняя поверхность стакана быстро нагревается от кипятка, а внешняя остаётся холодной, в стенках возникает напряжение, которое может привести к трещине.
Благодаря добавлению оксида бора коэффициент теплового расширения снижается примерно втрое. Поэтому боросиликатное стекло лучше переносит нагрев и охлаждение, что делает его подходящим материалом для форм для запекания, жаропрочных контейнеров и другой термостойкой посуды.
Химическая стойкость
Боросиликатное стекло отличается высокой устойчивостью к воздействию воды и химических веществ. Оно практически не впитывает запахи и не влияет на вкус продуктов, поэтому подходит для хранения напитков и еды.
Обычное содовое стекло тоже достаточно устойчиво в повседневном использовании, однако при длительном воздействии горячей воды и агрессивных моющих средств его поверхность может постепенно повреждаться. В результате посуда иногда покрывается белесой дымкой и теряет прозрачность. Боросиликатное стекло лучше сопротивляется химическому воздействию, поэтому при правильном уходе дольше сохраняет первоначальный вид.
Прозрачность и внешний вид
Прозрачность стекла зависит не только от его химического состава, но и от чистоты исходного сырья. Например, примеси железа могут придавать стеклу зеленоватый оттенок. Чтобы получить избавиться от этого цвета, производители используют сырьё с низким содержанием железа. Это касается как содового, так и боросиликатного стекла. Поэтому оценивать прозрачность посуды лучше по качеству конкретного изделия, а не только по типу стекла.
Важный нюанс — хрупкость и вес
Высокая термостойкость не делает боросиликатное стекло ударопрочным. Оно по-прежнему может разбиться при падении на твёрдую поверхность или сильном ударе. Поэтому обращаться с такой посудой нужно так же аккуратно, как с обычной стеклянной.
Плотность боросиликатного стекла примерно на 10–11% ниже, чем у содового, но в повседневном использовании эта разница не всегда заметна. Вес готового изделия зависит не только от материала, но и от толщины стенок и конструкции. Например, лёгкость термокружек с двойными стенками объясняется прежде всего их устройством. Между стенками находится воздушная прослойка.
Что выбрать для кухни
Содовое стекло — практичный и доступный вариант для повседневной посуды, такой как стаканы, салатники, тарелки и ёмкости для продуктов. Боросиликатное стоит выбрать, если вы планируете готовить в духовке, хранить продукты в холодильнике или использовать посуду при значительных перепадах температур.
При этом важно помнить, что решающее значение имеет не только тип стекла, но и назначение конкретного изделия. Даже самая термостойкая посуда не рассчитана на любые условия эксплуатации. Поэтому перед покупкой стоит проверить маркировку и инструкцию производителя.
