Hydroxylové skupiny v křemenných trubkách

Hydroxyl rozpuštěný v křemenném skle je známý jako hydroxyl. Hydroxyl je hlavní nečistotou v křemenném skle a primárními faktory ovlivňujícími jeho obsah jsou suroviny, procesy a výrobní metody. Jak se mění obsah hydroxylů v křemenném skle, mění se i výkon skla. Zvýšení obsahu hydroxylů vede ke snížení viskozity, hustoty a indexu lomu a ke zvýšení infračerveného absorbčního a expanzního koeficientu.

Na základě chování hydroxylu v křemenném skle jej lze rozdělit do dvou kategorií: křemenné sklo vyrobené v oxidační atmosféře a křemenné sklo tavené v redukční atmosféře. Hydroxyl v prvně jmenovaném se obtížně odstraňuje zahříváním, zatímco ve druhém se odstraňuje snadněji.

Křemenné sklo vyrobené v oxidační atmosféře zahrnuje:

1. Syntetické křemenné sklo: Chlorid křemičitý se tepelně rozkládá v plameni vodíku s obsahem hydroxylů kolem 1000-2000 ppm.
2. Křemenné sklo rafinované plynem: Křemenný prášek roztavený v plameni vodíku s obsahem hydroxylů 100-200 ppm.
3. Plazmové křemenné sklo: Křemenný prášek roztavený v plazmovém plameni s obsahem hydroxylů 20-30 ppm.
4. Tavený křemen: Křemenný prášek roztavený ve vzdušné atmosféře s obsahem hydroxylů 300-500 ppm.

Hydroxylové skupiny tohoto typu křemenného skla se obtížně odstraňují tepelným zpracováním a pouze viditelně dehydroxylují nad teplotou krystalizace při teplotě kolem 1350 stupňů Celsia.

Ve vodíkové atmosféře je obsah hydroxylových skupin 100-200 ppm; zahřívání nad 900 stupňů Celsia může odstranit většinu hydroxylu. V podmínkách helia nebo vakua je obsah hydroxylových skupin velmi nízký (pod 5 ppm).

Hydroxylová skupina v křemenném skle tavenina ve vodíkové atmosféře souvisí s následujícími faktory:

1. Souvisí s vlastnostmi surovin

A. Rozpuštěná voda; b. krystalická voda; C. Intersticiální voda; b. povrchově adsorbovaná voda; E. Inkluze plyn-kapalina;

2. Souvisí s obsahem a typem nečistot v surovině

A. oxidy alkalických kovů; b. oxidy kovů alkalických zemin; C. oxidy vzácných zemin;

3. Souvisí s podmínkami tání

Teplota; Čas; Atmosféra;

4. Související s podmínkami dehydroxylace

Prostředí, úroveň vakua; Čas; Teplota;

Přetavené křemenné sklo vyrobené v oxidační atmosféře ve vodíkové atmosféře nevykazuje žádnou změnu v píku absorpce hydroxylu při 2,73 mikronu; to ukazuje, že teplota tání není příčinou rozdílu v dehydroxylačním výkonu mezi těmito dvěma typy skla.

Práškové křemenné sklo roztavené v oxidační atmosféře (velikost částic 0,2–0,05 mm) vykazuje významnou změnu hydroxylového píku při 2,73 mikronu po opětovném roztavení v atmosféře vodíku, což usnadňuje odstranění hydroxylu a jeho vlastnosti jsou podobné jako u křemene. sklo roztavené ve vodíkové atmosféře. To ukazuje, že velikost částic je důležitým faktorem v rozdílech v dehydroxylaci.

Prášek z nízkohydroxylového křemenného skla znovu roztavený ve vodíkové atmosféře zvyšuje hydroxyl z 3 ppm na 100 ppm, což ukazuje, že vodíková atmosféra může zvýšit obsah hydroxylu v křemenném skle. Nízkohydroxylové křemenné skleněné bloky přetavené ve vodíkové atmosféře nevykazují prakticky žádnou změnu v obsahu hydroxylových skupin (3 ppm), což ukazuje, že interakce mezi vodíkem a křemenným sklem začíná na povrchu (doba tání asi 30 minut).

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

• C: Obsah hydroxylu (C, ppm)
• T: Tloušťka (mm)
• Ta: Transmitance při vlnové délce 2600 nanometrů
• Tb: Transmitance při vlnové délce 2730 nanometrů

Vzorec čínského národního standardu: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) mm-1

• C: Obsah hydroxylu (ppm)
• d: Tloušťka (cm)
• Ia: Vzdálenost od základní linie 2730 nm k nulové linii (mm)
• I: Vzdálenost od 2730 nm absorpčního vrcholu k nulové linii (mm)

At Globální křemenná trubice, we specialize in producing high-quality křemenné trubice 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 nebo kontaktujte nás prostřednictvím e-mailu na adrese contact@globalquartztube.com.