Hidroksil u kvarcnom staklu
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.
Dehidroksilacija
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:
- Sintetičko kvarcno staklo: Silicijum tetrahlorid se termički razlaže u plamenu hidrokiseonika, sa sadržajem hidroksila oko 1000-2000 ppm.
- Gasom-rafinirano kvarcno staklo: Kvarcni prah rastopljen u plamenu hidrokiseonika, sa sadržajem hidroksila od 100-200 ppm.
- Plazma kvarcno staklo: Kvarcni prah rastopljen u plamenu plazme, sa sadržajem hidroksila od 20-30 ppm.
- 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.
Kvarcno staklo otopljeno u smanjenoj atmosferi:
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:
- 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).
Metoda spektralne apsorpcije za izračunavanje hidroksila:
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)
Na Global Quartz Tube, specijalizirani smo za proizvodnju visokokvalitetnih kvarcne cijevi s preciznom kontrolom nad sadržajem hidroksilnih grupa kako bi zadovoljili različite industrijske potrebe. Za više informacija o našim proizvodima i opcijama prilagođavanja, posjetite našu web stranicu na www.globalquartztube.com ili Kontaktiraj nas putem e-pošte na contact@globalquartztube.com.
