材質：ホウケイ酸と鉛ケイ酸の違い

ホウケイ酸ガラスとケイ酸鉛ガラスは、それぞれ異なる特性と用途を持つガラスです。ホウケイ酸ガラスは、シリカと三酸化ホウ素を主なガラス形成成分として含み、一方、ケイ酸鉛ガラスは、典型的なカリガラスのカルシウム含有量を鉛に置き換えたガラスの一種です1 4 。ガラスに酸化鉛を添加すると、屈折率が上昇し、使用温度と粘度が低下します4 。

2つの素材の比較は次のとおりです。

構成：

ホウケイ酸塩：主にシリカと三酸化ホウ素1から構成されています。典型的な組成は、約80%のシリカ、13%の酸化ホウ素、4%の酸化ナトリウムまたは酸化カリウム、2～3%の酸化アルミニウム1です。

ケイ酸鉛：酸化鉛(II)（PbO）を通常18～40質量％含み、カリガラス4のカルシウム含有量を代替する。現代の鉛クリスタルには、最低24％のPbO4が含まれる。

熱特性:

ホウケイ酸塩：熱膨張係数が非常に低い（20℃で≈3 × 10^-6^ K^-1^）ことで知られており、熱衝撃に強い1。約165℃（300°F）の温度差にも破損することなく耐えることができます12 。

ケイ酸鉛：熱膨張係数は材料中の酸化鉛の含有量とともに増加します3 。

密度：

ホウケイ酸ガラス:ホウ素1の原子量が低いため、一般的なソーダ石灰ガラスよりも密度が低くなります (約 2.23 g/cm^3^)。

ケイ酸鉛：ソーダガラスに比べて密度が高い。一般的な鉛ガラスの密度は約3.1 g/cm^3ですが、高鉛ガラスでは4.0 g/cm^3を超え、最大5.9 g/cm^3に達することもあります4 。

光学特性:

ホウケイ酸ガラス:分散が低く(アッベ数が約65)、屈折率が比較的低い(可視光範囲全体で1.51～1.54)クラウンガラス1 。

ケイ酸鉛：通常のガラスに比べて屈折率が高く、最大1.7または1.8 4に達します。この屈折率の高さは、分散の増加とも相関関係にあります。分散とは、媒質が光を各波長に分離し、スペクトルを生成する度合いのことです4 。

耐薬品性:

ホウケイ酸塩:腐食性環境において極めて高い耐薬品性を発揮します1 .傷、摩耗、化学反応に耐性があります2 .

ケイ酸鉛：陶磁器の釉薬として使われる5 。

用途:

ホウケイ酸塩：試薬瓶やフラスコ、照明器具、電子機器、調理器具、ガラス管、ガラス配管、ガラス容器などに使用され、特に化学産業で多く使用されています1。また、優れた光学的透明性のため、様々な光学機器にも使用されています2 。

ケイ酸鉛：装飾用容器、放射線遮蔽材、ガラスろう、シーラント、着色エナメルや釉薬に使用されます4 5 。また、防火布にも使用されます5 。

安全に関する考慮事項:

ホウケイ酸塩:一般的に、食品や飲料と接触して使用しても安全であると考えられています。

ケイ酸鉛：鉛は有毒物質であり、かつては飲み物の保存や提供に鉛クリスタルガラスが使用されていましたが、鉛の健康リスクのため、現在ではほとんど使用されていません4 5 。接触すると炎症や潰瘍を引き起こす可能性があり、ケイ酸鉛は発がん性、催奇形性、および変異原性物質の疑いがあります5 。

製造:

ホウケイ酸塩：酸化ホウ素、珪砂、ソーダ灰、アルミナを組み合わせて溶かして作られます1 。

ケイ酸鉛：酢酸鉛とケイ酸ナトリウムの反応によって生成される白色の結晶性粉末5 。カリガラスに酸化鉛を添加すると粘度が低下し、軟化温度（約600℃または1,112℉）を超えると通常のソーダガラスよりも流動性が高くなり、作業点は800℃（1,470℉） 4 になります。