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ホウケイ酸ガラスの機械特性

ホウケイ酸ガラスは、従来のガラスと比べて、剛性率や引張り強さ、曲げ強さといった機械特性が非常に高いガラスです。 その特性を生かして、ホウケイ酸ガラスの用途はますます増えています。 こちらでは、ホウケイ酸ガラスの優れた機械特性についてご紹介いたします。

密度（25℃） ρ 2.2g/cm3
弾性率 E 64kN/mm2（DIN 13 316）
ポワソン比 μ 0.2（DIN 13 316）
ヌープ硬度 HK0.1/20 480（ISO 9385）
曲げ強度 σ 25MPa（DIN 52 292T1）

DURAN®ガラス管とキャピラリーの圧力強度

肉厚(WT)と外径(OD)での圧力耐久性(p)の計算 ／ 圧力耐久性(p)と外径(OD)での肉厚(WT)の計算

OD=外径（mm） WT=肉厚（mm）
p=圧カ耐久性（bar） K/S=許容荷重（N・mm-2）

EN1595基準、「ホウケイ酸ガラス3.3を使った圧力機器、計算、製造および試験の一般的原理」に基づくDURANホウケイ酸ガラス3.3の許容荷重
K/S=7N・mm-2

圧力耐久性（p）はその他以下の条件によっても影響されます。

  • ガラス内部と外部との温度差
  • 表面特性
  • 端部処理
  • 圧力容器規定に基づく設置条件の遵守
  • ガラス管の長さ

以下の資料も考慮に入れています。

  • AD-リーフレット（ヨーロッパエ業基準）N4,9.83号：ガラスを使った圧力容器、1,6.85号：ガラスを使った圧力容器壁の欠陥の評価
  • AD-リーフレット（ヨーロッパエ業基準）B1,6.86号：過剰内部圧カ下でのシリンダとボウル

機械的強度の解説

ガラスの実用上の機械的強度は、その表面状態や測定条件によって異なります。従って、ガラスがその構造上持つ理論強度が10,000N/mm2以上であるにもかかわらず、その実用上の強度は20〜200（1/500〜1/50）N/mm2となってしまいます。 ガラスの実用上の機械的強度を決定するには、以下に示すような実際の使用場面において予測されるすべての負荷要因を考慮しなければなりません。

  • 仕上げ状態（カット面の仕上げなど）
  • 使用状態（表面上のキズなどの種類とその分布）
  • 使用期間または負荷がかかる時間
  • ガラスに接する物質（腐食性物質、例えばフッ化水素等）
  • 負荷がかかる部分の面積と形状
他のホウケイ酸ガラスの特徴


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