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类别:行业资讯 发布时间:2024-07-01 17:33:04 浏览: 次
石英玻璃的制备形式可分为自然石英原料熔制、化学反映合成,其余能够遵照工业用处央求,对石英玻璃产物举行改型。
第一类是以自然石英晶体或硅石为原料举行熔制取得,称为自然石英玻璃(Natural Silica Glass)。遵照热源和工艺的差异能够将第一类形式细分为电熔法,气炼法,等离子体熔制法等。
个中,电熔法是通过电加热将坩埚内的粉末状石英原料举行熔化,随晚进程迅速冷却的玻璃化经过造成石英玻璃。电加热的式样包含电阻加热、电磁感觉加热等。正在熔化经过中石英晶体的布局历经从β-石英到α-石英,再到α-方石英(同时追随有非晶相的发作)的改观,直至加热到约1723℃时起先造成石英熔体。
石英粉料的熔化经过时时正在高度线Pa)的境遇中举行,以去除该经过中开释发作的气体和消重石英玻璃中的气泡含量。采用电熔法制备的石英玻璃,其品格紧要取决于原料的纯度。石英原料中的金属杂质时时很难去除,于是电熔石英玻璃中的金属杂质平常含量较高且难以限制。通过烘干能够有用去除石英粉料中的水分,于是采用电熔法能够制备出羟基含量较低的石英玻璃。
第二类是以含硅化合物(包含卤化硅,氢化硅及有机硅等)为原料通过化学反映合成取得,称为合成石英玻璃。遵照反映道理的差异能够将第二类形式分为三种:
第一种为含硅化合物正在无水境遇中发作热氧化感化天生SiO2,常睹的为等离子体化学气相重积法(PCVD);第二种为含硅化合物正在氢氧火焰中发作水解反映(往往同时追随有氧化反映),称为火焰水解重积法(FHD);第三种为含硅化合物正在水介质中发作水解反映,称为溶胶-凝胶法(Sol-Gel)。个中工业中操纵最广大且最成熟的本事为FHD法,全部包含直接合成法和间接合成法。
正在直接合成法中,水解反映正在较高的温度下举行,天生的SiO2颗粒呈熔融形态kb体育官网,能够直接重积到基板上进程冷却取得石英玻璃;而正在间接合成法中,水解反映的温度较低,天生的SiO2颗粒呈烟灰状,于是起首重积取得SiO2松散体,随后SiO2松散体进程脱羟、掺杂、烧结及冷却经过取得石英玻璃。
工业中常睹的直接合成法为化学气相重积法(CVD),间接合成法包含正在CVD法根底上矫正的两步CVD法、气相轴向重积法(VAD)及管外气相重积法(OVD)等。
这些形式的区别正在于制备工艺和产物差异,如CVD法和两步CVD法紧要操纵于制备大尺寸石英玻璃锭,而VAD和OVD法紧要用于制备石英玻璃光纤预制棒等,但它们的道理都是基于FHD。
本质工业操纵中往往对石英玻璃产物的式样有央求,如半导体家产中时时用到高纯石英玻璃管、石英玻璃棒等,于是石英玻璃产物的改型正在石英玻璃创筑范围占据主要的名望。目前工业中对石英玻璃产物改型紧要采用的是热改型法,即通过加热石英玻璃使其软化,然后遵照本质须要对其式样举行变动。
热改型法起首通过将石英玻璃母材加热软化,然后通过槽重、拉制等形式得回所须要的产物。如下图所示,炉体的加热式样为电磁感觉加热。炉内感觉线圈中通入的交变电流正在空间中发作交变的电磁场,电磁场感化于发烧体发作电流和热量。
(图中部件:1-石英玻璃母棒;2-发烧体;3-石英玻璃棒;4-石英玻璃母管;5-感觉线-牵引器)
跟着温度升高,石英玻璃母材发作软化,此时通过牵引器下拉即可造成石英玻璃棒/管。通过安排炉内温度和下拉速率,能够拉制出差异直径的石英玻璃棒/管。电磁感觉加热炉的线圈安排和炉体布局关于炉内温度场有很大的影响,正在本质分娩中须要肃穆限制炉内的温度场来保障石英玻璃产物的质料。
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