কোয়ার্টজ গ্লাসের প্রসেসিং এবং অ্যানিলিং টেকনিক নিয়ে গবেষণা

কোয়ার্টজ গ্লাসের প্রক্রিয়াকরণ এবং অ্যানিলিং কৌশলগুলির উপর এই গবেষণাটি ফাইবার অপটিক উত্পাদন এবং সম্পর্কিত প্রকল্পগুলির লক্ষ্য। এটি অনুশীলনের মাধ্যমে উচ্চ এবং স্বাভাবিক তাপমাত্রায় কোয়ার্টজ পণ্যগুলির স্থিতিশীলতা উন্নত করতে চায়, বিভিন্ন পরিস্থিতিতে পণ্যগুলির মসৃণ প্রয়োগ নিশ্চিত করে।

কোয়ার্টজ গ্লাস প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, ব্যবহার এবং চেহারা দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, যেমন ফিউজড ট্রান্সপারেন্ট কোয়ার্টজ গ্লাস, ফিউজড কোয়ার্টজ গ্লাস, গ্যাস-রিফাইন্ড ট্রান্সপারেন্ট কোয়ার্টজ গ্লাস, সিন্থেটিক কোয়ার্টজ গ্লাস, অস্বচ্ছ কোয়ার্টজ গ্লাস, অপটিক্যাল কোয়ার্টজ গ্লাস, কোয়ার্টজ গ্লাস, এবং সেমিকোয়ার্টজ গ্লাস। বৈদ্যুতিক আলোর উত্সের জন্য গ্লাস। এগুলি দুটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত: স্বচ্ছ এবং অস্বচ্ছ। বিশুদ্ধতার উপর ভিত্তি করে, এটি তিনটি বিভাগে বিভক্ত: উচ্চ বিশুদ্ধতা, সাধারণ এবং ডোপড।

উচ্চ-তাপমাত্রা-প্রতিরোধী কোয়ার্টজ কাচের ডেভিট্রিফিকেশন একটি অন্তর্নিহিত ত্রুটি। কোয়ার্টজ গ্লাসে স্ফটিক কোয়ার্টজের চেয়ে উচ্চতর অভ্যন্তরীণ শক্তি রয়েছে, এটি একটি তাপগতিগতভাবে অস্থির মেটাস্টেবল অবস্থা তৈরি করে। SiO2 অণুগুলি কম্পনকে ত্বরান্বিত করে এবং দীর্ঘমেয়াদী পুনর্বিন্যাস এবং অভিযোজনের পরে স্ফটিক তৈরি করে। স্ফটিককরণ প্রধানত পৃষ্ঠে ঘটে, অভ্যন্তরীণ ত্রুটিগুলি অনুসরণ করে, কারণ এই অঞ্চলগুলি দূষণের প্রবণ, যা অপরিষ্কার আয়নগুলির স্থানীয়করণের দিকে পরিচালিত করে। বিশেষত, ক্ষার আয়ন (যেমন K, Na, Li, Ca, Mg) নেটওয়ার্কে প্রবেশ করার সময় সান্দ্রতা হ্রাস করে, ডেভিট্রিফিকেশনকে ত্বরান্বিত করে।

এই কাগজটি শুধুমাত্র স্বচ্ছ সিন্থেটিক ক্যাপাসিটর কোয়ার্টজ গ্লাস কভার করে প্রক্রিয়াকৃত কোয়ার্টজ উপাদান নিয়ে আলোচনা করে।

কোয়ার্টজ গ্লাস প্রক্রিয়াকরণের সময়, একটি হাইড্রোজেন-অক্সিজেন শিখা সাধারণত ব্যবহার করা হয়, যার প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রা প্রায় 1500-1600°C হয়।

কাচ তাপের একটি দুর্বল পরিবাহী। কোয়ার্টজ গ্লাসের একটি টুকরো (চাপ ছাড়া) উত্তপ্ত বা ঠান্ডা হলে, কোয়ার্টজ গ্লাসের বাইরের স্তরটি সরাসরি উত্তপ্ত হয় বা প্রথমে ঠান্ডা হতে শুরু করে এবং অভ্যন্তরীণ কাচটি উত্তপ্ত হয় (তাপ পরিবাহী বাইরের তাপকে ভিতরে স্থানান্তরিত করে) বা পরে ঠান্ডা হয়। . এটি কোয়ার্টজ গ্লাসের পৃষ্ঠ এবং অভ্যন্তরের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য তৈরি করে। উত্তপ্ত হলে, সরাসরি উত্তপ্ত কোয়ার্টজ গ্লাসের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বেশি হয় এবং তাপ গ্রহণকারী কোয়ার্টজ গ্লাসের অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা কম থাকে, যার ফলে উত্তপ্ত কোয়ার্টজ গ্লাসের বাইরের স্তরটি প্রসারিত হয়। নিম্ন তাপমাত্রার অভ্যন্তর তার আসল অবস্থা বজায় রাখার চেষ্টা করে, বাইরের স্তরের প্রসারণকে বাধা দেয়। এইভাবে, কোয়ার্টজ গ্লাসের মধ্যে সম্প্রসারণ এবং বিরোধী সম্প্রসারণ ঘটে, মিথস্ক্রিয়ার কারণে দুটি ধরণের চাপ তৈরি করে: সংকোচনমূলক চাপ এবং প্রসার্য চাপ। কোয়ার্টজ গ্লাসের বাইরের স্তরকে ভিতরের দিকে প্রসারিত হতে এবং বাইরের স্তরের উপর কাজ করা থেকে রোধ করার চেষ্টা করা বলকে কম্প্রেসিভ স্ট্রেস বলা হয়, যখন কোয়ার্টজ গ্লাসের বাইরের স্তরটি ভিতরের দিকে প্রসারিত হতে প্রসারিত বলে প্রসারিত চাপ বলে।

যেহেতু কোয়ার্টজ গ্লাসের সংকোচনের শক্তি তার প্রসার্য শক্তির চেয়ে অনেক বেশি, কোয়ার্টজ গ্লাসের ভিতরের এবং বাইরের স্তরগুলি গরম করার সময় তাপমাত্রার উল্লেখযোগ্য পার্থক্য সহ্য করতে পারে। একটি বাতি দিয়ে প্রক্রিয়াকরণ করার সময়, কোয়ার্টজ গ্লাসটি ভাঙ্গা ছাড়াই হাইড্রোজেন-অক্সিজেন শিখায় সরাসরি উত্তপ্ত হতে পারে। বিপরীতভাবে, যখন কোয়ার্টজ গ্লাস 500 ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তার বেশি তাপমাত্রায় গরম করা হয় তখন এটি ঠান্ডা জলে স্থাপন করা হয়, এটি সহজেই ফাটল।

ল্যাম্প প্রসেসিং দ্বারা উত্পন্ন স্ট্রেস ডিস্ট্রিবিউশন মোটামুটি নিম্নরূপ:

1. ঘূর্ণনগত গলন মধ্যে চাপ অপারেটরের হাত ঘোরে এবং টর্চের শিখায় কাচের নলটি গলিয়ে দেয়। যেহেতু কাচের নলটি গলিত অংশের পরিবর্তে ঘূর্ণন দ্বারা উত্তপ্ত হয়, তাই চাপ বৃত্তাকার রেখা হিসাবে প্রকাশ পায়।
2. সাইড গলে চাপ কোয়ার্টজ টিউবের খোলা, পাশের সংযোগ এবং ট্রান্সভার্স অভ্যন্তরীণ কোর ঢালাইয়ের জন্য, কোয়ার্টজ টিউবটি ঘোরে না, যার ফলে উপরে উল্লিখিত থেকে আলাদা স্ট্রেস ডিস্ট্রিবিউশন হয়। এই সময়ে, গলিত অংশের চারপাশে চাপ বিতরণ করা হয়।
3. রিং জয়েন্টগুলোতে চাপ রিং জয়েন্টগুলি ভিতরের কোরের ঢালাইকে বোঝায়।
4. জ্যাকেট পণ্যের সিল করা প্রান্তে চাপ কোয়ার্টজ ইনস্ট্রুমেন্ট জ্যাকেট পণ্য বিভিন্ন আকারে আসে কিন্তু সবগুলোই সিল করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি স্ট্যান্ডার্ড স্ট্রেইট কনডেন্সার টিউবে, যখন উভয় প্রান্ত সিল করা হয়, তখন চাপ শুধুমাত্র বাইরের জ্যাকেটেই নয়, ভিতরের কোরেও থাকে, যা উল্লেখযোগ্য চাপের দিকে পরিচালিত করে।

কোয়ার্টজ গ্লাসের তাপমাত্রার পার্থক্য এবং বেধের সাথে চাপের মাত্রা পরিবর্তিত হয়। বৃহত্তর তাপমাত্রা পার্থক্য এবং ঘন কাচ, বৃহত্তর চাপ. অতএব, স্ট্রেস অপসারণ বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

কোয়ার্টজ গ্লাস পণ্যের তাপীয় চাপকে অস্থায়ী চাপ এবং স্থায়ী চাপে ভাগ করা যায়।

অস্থায়ী চাপ ঘটে যখন কাচের তাপমাত্রা পরিবর্তন স্ট্রেন পয়েন্ট তাপমাত্রার নীচে থাকে, যার ফলে দুর্বল তাপ পরিবাহিতার কারণে অসম মোট তাপ হয়, নির্দিষ্ট তাপীয় চাপ তৈরি করে। এই তাপীয় চাপ তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে বিদ্যমান এবং এটি অস্থায়ী চাপ হিসাবে পরিচিত।

এটি লক্ষ করা উচিত যে যেহেতু সাধারণত প্রক্রিয়াকৃত কোয়ার্টজ কোর রডগুলিতে বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থ থাকে, তাই তারা অসম গরম হওয়ার ঝুঁকিতে থাকে। তাই, বিভক্ত করার পরে, শিখাটি রডের শরীরকে সমানভাবে গরম করতে ব্যবহার করা উচিত, সামগ্রিক তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টকে যতটা সম্ভব মসৃণ করে, কোয়ার্টজ কোর রডের অস্থায়ী চাপকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে।

যখন গ্লাস স্ট্রেন পয়েন্ট তাপমাত্রার উপরে থেকে শীতল হয়, তাপমাত্রার পার্থক্য দ্বারা উত্পন্ন তাপীয় চাপ ঘরের তাপমাত্রায় ঠান্ডা হওয়ার পরে সম্পূর্ণরূপে অদৃশ্য হয়ে যায় না, গ্লাসে কিছুটা চাপ রেখে যায়। স্থায়ী চাপের মাত্রা স্ট্রেন পয়েন্ট তাপমাত্রার উপরে শীতল হওয়ার হার, কোয়ার্টজ গ্লাসের সান্দ্রতা, তাপীয় প্রসারণের সহগ এবং পণ্যের বেধের উপর নির্ভর করে।

উপরে উল্লিখিত হিসাবে, কোয়ার্টজ রড প্রক্রিয়াকরণের পরে উত্পন্ন স্থায়ী চাপ পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ এবং উত্পাদন প্রভাবিত করে। অতএব, স্থায়ী চাপ শুধুমাত্র annealing মাধ্যমে নির্মূল করা যেতে পারে।

সাধারণত, কাচের পণ্যগুলি প্রক্রিয়াকরণের পরে অ্যানিল করা হয়। অ্যানিলিং বলতে ট্রানজিশন তাপমাত্রা এবং স্ট্রেন পয়েন্ট তাপমাত্রার মধ্যে একটি তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া বোঝায় যাতে উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন উত্পন্ন তাপীয় চাপ দূর করা যায়। সাধারণত, কাচের সম্প্রসারণ সহগ যত বড় হবে, ব্যাস যত বেশি হবে এবং পণ্যের অবস্থা তত জটিল হবে, চাপ তত বেশি হবে। আগেই উল্লেখ করা হয়েছে, যে কোয়ার্টজ রডের সাথে যোগাযোগ করা হয়েছে তার একটি বড় ব্যাস রয়েছে এবং এতে মিশ্র কোর রড রয়েছে, তাই চাপ অপসারণের জন্য কঠোর তাপ চিকিত্সা প্রয়োজন।

প্রকৃত উৎপাদনে, কোয়ার্টজ রডের অ্যানিলিংয়ের সময় রডের শরীরের মধ্যে চাপ সম্পূর্ণরূপে দূর করা অসম্ভব। যাইহোক, অবশিষ্ট পরিমাণ এতই কম যে এটি পোলারস্কোপের নীচেও সহজে সনাক্ত করা যায় না।

তাত্ত্বিকভাবে, সর্বোচ্চ অ্যানিলিং তাপমাত্রার মানে হল যে 95% চাপ 3 মিনিটের পরে নির্মূল করা যেতে পারে; সর্বনিম্ন অ্যানিলিং তাপমাত্রা 3 মিনিট পরে 5% স্ট্রেস রিলিজ করে। উত্পাদন অনুশীলনে, সাধারণত ব্যবহৃত তাপমাত্রা সর্বোচ্চ অ্যানিলিং তাপমাত্রার চেয়ে 50 ডিগ্রি সেলসিয়াস কম এবং সর্বনিম্ন অ্যানিলিং তাপমাত্রার চেয়ে 100 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড বেশি। অ্যানিল করার অনেক উপায় আছে, কিন্তু প্রধান পদ্ধতি হল একটি চুল্লিতে অ্যানিলিং করা, যা এই আলোচনার কেন্দ্রবিন্দু।

উপরে উল্লিখিত অ্যানিলিং নীতি অনুসারে, কোয়ার্টজ গ্লাসের অ্যানিলিং চারটি পর্যায়ে বিভক্ত: গরম করার পর্যায়, ধ্রুবক তাপমাত্রা পর্যায়, শীতল পর্যায় এবং প্রাকৃতিক শীতল পর্যায়।

1. গরম করার পর্যায় কোয়ার্টজ গ্লাসের জন্য, এই কাজটি অপটিক্যাল পণ্যগুলির অ্যানিলিং প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে। পুরো গরম করার প্রক্রিয়ায় 1100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ধীরগতিতে উত্তাপ দেওয়া হয়। অভিজ্ঞতা অনুসারে, তাপমাত্রা বৃদ্ধি 4.5/R²°C/min, যেখানে R হল কোয়ার্টজ গ্লাস পণ্যের ব্যাসার্ধ।
2. ধ্রুবক তাপমাত্রা পর্যায় যখন কোয়ার্টজ রড প্রকৃত সর্বোচ্চ অ্যানিলিং তাপমাত্রায় পৌঁছায়, তখন ফার্নেস বডিটিকে একটি ধ্রুবক তাপমাত্রায় রাখা হয় যাতে পণ্যটির অভিন্ন গরম নিশ্চিত করা যায়, এটি পরবর্তী শীতল করার ধাপের জন্য প্রস্তুত করা হয়।
3. কুলিং স্টেজ কোয়ার্টজ রডের শীতল প্রক্রিয়ার সময় খুব কম স্থায়ী চাপ দূর করতে বা উৎপন্ন করতে, বড় তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট প্রতিরোধ করার জন্য তাপমাত্রা ধীরে ধীরে হ্রাস করা উচিত। শীতল করার হার নিম্নরূপ:
   • 1100°C থেকে 950°C: 15°C/ঘন্টা
   • 950°C থেকে 750°C: 30°C/ঘন্টা
   • 750°C থেকে 450°C: 60°C/ঘন্টা
4. প্রাকৃতিক কুলিং স্টেজ 450 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে, অ্যানিলিং ফার্নেসের শক্তি বন্ধ করা হয় এবং প্রাকৃতিকভাবে 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে ঠান্ডা না হওয়া পর্যন্ত নিরোধক পরিবেশ পরিবর্তন না করে পরিবেশ বজায় রাখা হয়। 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নীচে, নিরোধক পরিবেশ খোলা হয় এবং এটি ঘরের তাপমাত্রায় শীতল হয়।

উপরের ধাপে জড়িত সময় এবং তাপমাত্রা তাত্ত্বিক এবং উত্পাদন অনুশীলন ফলাফলের উপর ভিত্তি করে। চিত্র 1 খুব কম গরম বা ধ্রুবক তাপমাত্রার সময় সৃষ্ট অসম গরমের কারণে ব্যর্থ পরীক্ষামূলক পণ্য দেখায়।

কোয়ার্টজ গ্লাস উত্পাদন এবং প্রক্রিয়াকরণের প্রক্রিয়ায়, অস্থায়ী বা স্থায়ী হোক না কেন, যেকোনো পর্যায়ে পণ্যগুলিতে স্ট্রেস বিদ্যমান। অস্থায়ী চাপ অপসারণ বা স্থায়ী চাপ কমাতে "শিখা", "এইচএফ অ্যাসিড", এবং "অ্যানিলিং ফার্নেস" এর মতো পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে। কোয়ার্টজ পণ্যগুলির যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা এবং অপটিক্যাল অভিন্নতা উন্নত করার জন্য চাপ অপসারণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

At GlobalQT (Global Quartz Tube), we specialize in high-quality quartz glass products with customizable solutions to meet your specific needs. For more information, visit our ওয়েবসাইট বা ইমেইলের মাধ্যমে আমাদের সাথে যোগাযোগ এ contact@globalquartztube.com.