Hidroksilne grupe u kvarcnim cijevima

Hidroksil otopljen u kvarcnom staklu poznat je kao hidroksil. Hidroksil je glavna nečistoća u kvarcnom staklu, a primarni faktori koji utiču na njegov sadržaj su sirovine, procesi i metode proizvodnje. Kako sadržaj hidroksila u kvarcnom staklu varira, mijenjaju se i performanse stakla. Povećanje sadržaja hidroksila dovodi do smanjenja viskoznosti, gustoće i indeksa prelamanja, te povećanja infracrvene apsorpcije i koeficijenta ekspanzije.

Na osnovu ponašanja hidroksila u kvarcnom staklu, može se podijeliti u dvije kategorije: kvarcno staklo proizvedeno u oksidirajućoj atmosferi i kvarcno staklo otopljeno u redukcijskoj atmosferi. Hidroksil u prvom je teško ukloniti zagrijavanjem, dok ga je u drugom lakše ukloniti.

Kvarc staklo proizvedeno u oksidirajućoj atmosferi uključuje:

1. Sintetičko kvarcno staklo: Silicijum tetrahlorid se termički razlaže u plamenu hidrokiseonika, sa sadržajem hidroksila oko 1000-2000 ppm.
2. Gasom-rafinirano kvarcno staklo: Kvarcni prah rastopljen u plamenu hidrokiseonika, sa sadržajem hidroksila od 100-200 ppm.
3. Plazma kvarcno staklo: Kvarcni prah rastopljen u plamenu plazme, sa sadržajem hidroksila od 20-30 ppm.
4. Fused Quartz: Kvarcni prah otopljen u atmosferi vazduha, sa sadržajem hidroksila od 300-500 ppm.

Ovaj tip hidroksila iz kvarcnog stakla je teško ukloniti termičkom obradom i samo vidljivo dehidroksilira iznad temperature kristalizacije na oko 1350 stepeni Celzijusa.

U atmosferi vodika, sadržaj hidroksila je 100-200 ppm; zagrijavanje iznad 900 stepeni Celzijusa može ukloniti većinu hidroksila. U uslovima helijuma ili vakuuma, sadržaj hidroksila je veoma nizak (ispod 5 ppm).

Hidroksil u kvarcnom staklu otopljen u atmosferi vodika povezan je sa sljedećim faktorima:

1. Vezano za svojstva sirovina

a. otopljena voda; b. Kristalna voda; c. Intersticijska voda; b. Površinski adsorbirana voda; e. Uključci plina i tekućine;

2. Vezano za sadržaj i vrstu nečistoće sirovine

a. Oksidi alkalnih metala; b. Oksidi zemnoalkalijskih metala; c. Oksidi rijetkih zemalja;

3. Vezano za stanje topljenja

Temperatura; Vrijeme; Atmosfera;

4. Vezano za uslove dehidroksilacije

Okolina, nivo vakuuma; Vrijeme; Temperatura;

Ponovno topljeno kvarcno staklo proizvedeno u oksidirajućoj atmosferi u atmosferi vodika ne pokazuje promjenu u vrhuncu apsorpcije hidroksila na 2,73 mikrona; ovo ukazuje da temperatura topljenja nije uzrok razlike u performansama dehidroksilacije između dvije vrste stakla.

Kvarcno staklo u prahu otopljeno u oksidirajućoj atmosferi (veličina čestica 0,2-0,05 mm) pokazuje značajnu promjenu u hidroksilnom vrhu na 2,73 mikrona nakon ponovnog topljenja u atmosferi vodika, što olakšava uklanjanje hidroksila i njegove performanse slične onima kvarca staklo otopljeno u atmosferi vodonika. Ovo pokazuje da je veličina čestica važan faktor u razlikama u dehidroksilaciji.

Low Hydroxyl Quartz Stakleni prah ponovno otopljen u atmosferi vodika povećava hidroksil sa 3 ppm na 100 ppm, što ukazuje da atmosfera vodika može povećati sadržaj hidroksila u kvarcnom staklu. Niskohidroksilni blokovi kvarcnog stakla ponovo otopljeni u atmosferi vodika ne pokazuju praktički nikakvu promjenu u sadržaju hidroksila (3 ppm), što ukazuje da interakcija između vodonika i kvarcnog stakla počinje na površini (vrijeme topljenja oko 30 minuta).

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

• C: Sadržaj hidroksila (C, ppm)
• T: Debljina (mm)
• Ta: Transmitantnost na talasnoj dužini od 2600 nanometara
• Tb: Propustljivost na talasnoj dužini od 2730 nanometara

Kineska nacionalna standardna formula: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) mm-1

• C: Sadržaj hidroksila (ppm)
• d: Debljina (cm)
• Ia: Udaljenost od 2730 nm osnovne linije do nulte linije (mm)
• I: Udaljenost od vrha apsorpcije od 2730 nm do nulte linije (mm)

At Global Quartz Tube, we specialize in producing high-quality quartz tubes 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 ili Kontaktiraj nas via email at contact@globalquartztube.com.