Хидроксилни групи в кварцови тръби

Хидроксил, разтворен в кварцово стъкло, е известен като хидроксил. Хидроксилът е основният примес в кварцовото стъкло и основните фактори, влияещи върху съдържанието му, са суровините, процесите и методите на производство. Тъй като съдържанието на хидроксил в кварцовото стъкло варира, така се променя и производителността на стъклото. Увеличаването на съдържанието на хидроксил води до намаляване на вискозитета, плътността и индекса на пречупване и увеличаване на инфрачервеното поглъщане и коефициента на разширение.

Въз основа на поведението на хидроксил в кварцовото стъкло, то може да бъде разделено на две категории: кварцово стъкло, произведено в окислителна атмосфера, и кварцово стъкло, разтопено в редуцираща атмосфера. Хидроксилът в първия се отстранява трудно чрез нагряване, докато във втория се отстранява по-лесно.

Кварцовото стъкло, произведено в окислителна атмосфера, включва:

1. Синтетично кварцово стъкло: Силициевият тетрахлорид се разлага термично във хидрокислороден пламък, със съдържание на хидроксил около 1000-2000 ppm.
2. Газопречистено кварцово стъкло: Кварцов прах, разтопен в хидрокислороден пламък, със съдържание на хидроксил от 100-200 ppm.
3. Плазмено кварцово стъкло: Кварцов прах, разтопен в плазмен пламък, със съдържание на хидроксил от 20-30 ppm.
4. Топен кварц: Кварцов прах, разтопен във въздушна атмосфера, със съдържание на хидроксил от 300-500 ppm.

Този тип хидроксил от кварцово стъкло е труден за отстраняване чрез топлинна обработка и само видимо дехидроксилира над температурата на кристализация при около 1350 градуса по Целзий.

Във водородна атмосфера съдържанието на хидроксил е 100-200 ppm; нагряването над 900 градуса по Целзий може да отстрани по-голямата част от хидроксила. В условия на хелий или вакуум съдържанието на хидроксил е много ниско (под 5 ppm).

Хидроксилът в кварцовото стъкло, разтопено във водородна атмосфера, е свързан със следните фактори:

1. Свързани със свойствата на суровината

а. Разтворена вода; b. Кристална вода; ° С. Интерстициална вода; b. Повърхностно адсорбирана вода; д. Газо-течни включвания;

2. Свързано със съдържанието и вида на примесите в суровината

а. Оксиди на алкални метали; b. Оксиди на алкалоземни метали; ° С. Редкоземни оксиди;

3. Свързано с условията на топене

температура; време; атмосфера;

4. Свързани с условията на дехидроксилиране

Околна среда, ниво на вакуум; време; температура;

Повторното топене на кварцово стъкло, произведено в окислителна атмосфера във водородна атмосфера, не показва промяна в пика на хидроксилна абсорбция при 2,73 микрона; това показва, че температурата на топене не е причината за разликата в ефективността на дехидроксилиране между двата вида стъкло.

Прахообразното кварцово стъкло, разтопено в окислителна атмосфера (размер на частиците 0,2—0,05 mm), показва значителна промяна в хидроксилния пик при 2,73 микрона след повторно топене във водородна атмосфера, което улеснява отстраняването на хидроксил и неговата производителност е подобна на тази на кварца стъкло, разтопено във водородна атмосфера. Това показва, че размерът на частиците е важен фактор за разликите в дехидроксилирането.

Прах от кварцово стъкло с ниско съдържание на хидроксил повторното стопяване във водородна атмосфера увеличава хидроксил от 3 ppm до 100 ppm, което показва, че водородната атмосфера може да увеличи съдържанието на хидроксил в кварцово стъкло. Кварцови стъклени блокове с ниско съдържание на хидроксил, разтопени отново във водородна атмосфера, практически не показват промяна в съдържанието на хидроксил (3 ppm), което показва, че взаимодействието между водород и кварцово стъкло започва на повърхността (време на топене около 30 минути).

Формула от GE: C = 910/T * LOG10(Ta/Tb) mm-1

• C: Съдържание на хидроксил (C, ppm)
• T: Дебелина (mm)
• Ta: Пропускливост при дължина на вълната 2600 нанометра
• Tb: Пропускливост при дължина на вълната 2730 нанометра

Китайска национална стандартна формула: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) mm-1

• C: Хидроксилно съдържание (ppm)
• d: Дебелина (cm)
• Ia: Разстояние от 2730 nm базова линия до нулева линия (mm)
• I: Разстояние от 2730 nm пик на абсорбция до нулева линия (mm)

At Глобална кварцова тръба, we specialize in producing high-quality кварцови тръби with precise control over hydroxyl content to meet diverse industry needs. For more information on our products and customization options, visit our website at www.globalquartztube.com или свържете се с нас по имейл на адрес contact@globalquartztube.com.