{"id":3698,"date":"2024-05-30T09:00:00","date_gmt":"2024-05-30T01:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/globalquartztube.com\/?p=3698"},"modified":"2024-06-27T16:59:50","modified_gmt":"2024-06-27T08:59:50","slug":"research-on-processing-and-annealing-techniques-of-quartz-glass","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/globalquartztube.com\/es\/research-on-processing-and-annealing-techniques-of-quartz-glass\/","title":{"rendered":"Investigaci\u00f3n sobre t\u00e9cnicas de procesamiento y recocido del vidrio de cuarzo"},"content":{"rendered":"<p><\/p>\n\n\n\t\t\t\t<div class=\"wp-block-uagb-table-of-contents uagb-toc__align-left uagb-toc__columns-1  uagb-block-7f4d3acd\"\n\t\t\t\t\tdata-scroll= \"1\"\n\t\t\t\t\tdata-offset= \"30\"\n\t\t\t\t\tstyle=\"\"\n\t\t\t\t>\n\t\t\t\t<div class=\"uagb-toc__wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"uagb-toc__title\">\n\t\t\t\t\t\t\tTabla de contenidos\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div class='uagb-toc__separator'><\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"uagb-toc__list-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t<ol class=\"uagb-toc__list\"><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#1-introduction\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">1. Introducci\u00f3n<\/a><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#2-processing-of-quartz-glass-products\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">2. Procesamiento de productos de vidrio de cuarzo<\/a><ul class=\"uagb-toc__list\"><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#21-types-of-quartz-glass-materials\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">2.1 Tipos de materiales de vidrio de cuarzo<\/a><li class=\"uagb-toc__list\"><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#22-processing-of-quartz-glass-materials\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">2.2 Procesamiento de materiales de vidrio de cuarzo<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#3-stress-in-quartz-glass-products\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">3. Estr\u00e9s en productos de vidrio de cuarzo<\/a><ul class=\"uagb-toc__list\"><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#31-generation-of-stress\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">3.1 Generaci\u00f3n de estr\u00e9s<\/a><li class=\"uagb-toc__list\"><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#32-types-of-stress-in-quartz-glass-products\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">3.2 Tipos de tensi\u00f3n en productos de vidrio de cuarzo<\/a><li class=\"uagb-toc__list\"><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#321-temporary-stress\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">3.2.1 Estr\u00e9s temporal<\/a><li class=\"uagb-toc__list\"><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#322-permanent-stress\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">3.2.2 Estr\u00e9s permanente<\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/li> <li><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#4-annealing-of-quartz-products\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">4. Recocido de productos de cuarzo<\/a><li class=\"uagb-toc__list\"><a href=\"#conclusion\" class=\"uagb-toc-link__trigger\">Conclusi\u00f3n<\/a><\/ul><\/ul><\/ol>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-b18411bb\"><h2 class=\"uagb-heading-text\">1. Introducci\u00f3n<\/h2><\/div>\n\n\n\n<p>Esta investigaci\u00f3n sobre las t\u00e9cnicas de procesamiento y recocido del vidrio de cuarzo est\u00e1 dirigida a la producci\u00f3n de fibra \u00f3ptica y proyectos relacionados. Busca mejorar la estabilidad de los productos de cuarzo a temperaturas altas y normales mediante la pr\u00e1ctica, garantizando una aplicaci\u00f3n fluida de los productos en diversos escenarios.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-382e9e38\"><h2 class=\"uagb-heading-text\">2. Procesamiento de productos de vidrio de cuarzo<\/h2><\/div>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-70147f77\"><h3 class=\"uagb-heading-text\">2.1 Tipos de materiales de vidrio de cuarzo<\/h3><\/div>\n\n\n\n<p>El vidrio de cuarzo se clasifica seg\u00fan sus m\u00e9todos de procesamiento, usos y apariencia, como vidrio de cuarzo transparente fundido, vidrio de cuarzo fundido, vidrio de cuarzo transparente refinado con gas, vidrio de cuarzo sint\u00e9tico, vidrio de cuarzo opaco, vidrio de cuarzo \u00f3ptico, vidrio de cuarzo para semiconductores y cuarzo. Vidrio para fuentes de luz el\u00e9ctrica. Estos se dividen en dos categor\u00edas principales: transparentes y opacos. Seg\u00fan su pureza, se divide en tres categor\u00edas: alta pureza, ordinaria y dopada.<\/p>\n\n\n\n<p>La desvitrificaci\u00f3n del vidrio de cuarzo resistente a altas temperaturas es un defecto inherente. El vidrio de cuarzo tiene mayor energ\u00eda interna que el cuarzo cristalino, lo que lo convierte en un estado metaestable termodin\u00e1micamente inestable. Las mol\u00e9culas de SiO2 aceleran la vibraci\u00f3n y forman cristales despu\u00e9s de una reorganizaci\u00f3n y orientaci\u00f3n a largo plazo. La cristalizaci\u00f3n se produce principalmente en la superficie, seguida de defectos internos, ya que estas \u00e1reas son propensas a la contaminaci\u00f3n, lo que lleva a una acumulaci\u00f3n localizada de iones de impurezas. En particular, los iones alcalinos (como K, Na, Li, Ca, Mg) reducen la viscosidad al ingresar a la red, acelerando la desvitrificaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>Este art\u00edculo analiza los componentes de cuarzo procesados y cubre \u00fanicamente el vidrio de cuarzo sint\u00e9tico transparente para condensadores.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-bdc70e2a\"><h3 class=\"uagb-heading-text\">2.2 Procesamiento de materiales de vidrio de cuarzo<\/h3><\/div>\n\n\n\n<p>Cuando se procesa vidrio de cuarzo, normalmente se utiliza una llama de hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno, con una temperatura de procesamiento de aproximadamente 1500-1600\u00b0C.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-5c83f448\"><h2 class=\"uagb-heading-text\">3. Estr\u00e9s en productos de vidrio de cuarzo<\/h2><\/div>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-cf542c19\"><h3 class=\"uagb-heading-text\">3.1 Generaci\u00f3n de estr\u00e9s<\/h3><\/div>\n\n\n\n<p>El vidrio es un mal conductor del calor. Cuando se calienta o enfr\u00eda una pieza de vidrio de cuarzo (sin presi\u00f3n), la capa exterior del vidrio de cuarzo se calienta directamente o comienza a enfriarse primero, y el vidrio interno se calienta (la conducci\u00f3n de calor transfiere el calor externo al interior) o se enfr\u00eda despu\u00e9s. . Esto crea una diferencia de temperatura entre la superficie y el interior del vidrio de cuarzo. Cuando se calienta, la temperatura de la superficie del vidrio de cuarzo calentado directamente es alta y la temperatura interna del vidrio de cuarzo que recibe calor es baja, lo que hace que la capa exterior del vidrio de cuarzo calentado se expanda. El interior a menor temperatura intenta mantener su estado original, dificultando la expansi\u00f3n de la capa exterior. As\u00ed, dentro del vidrio de cuarzo se produce expansi\u00f3n y antiexpansi\u00f3n, creando dos tipos de tensi\u00f3n debido a la interacci\u00f3n: tensi\u00f3n de compresi\u00f3n y tensi\u00f3n de tracci\u00f3n. La fuerza que intenta evitar que la capa exterior de vidrio de cuarzo se expanda hacia adentro y act\u00fae sobre la capa exterior se llama tensi\u00f3n de compresi\u00f3n, mientras que la fuerza ejercida por la capa exterior de vidrio de cuarzo que se expande hacia adentro se conoce como tensi\u00f3n de tracci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>Dado que la resistencia a la compresi\u00f3n del vidrio de cuarzo es mucho mayor que su resistencia a la tracci\u00f3n, las capas interior y exterior del vidrio de cuarzo pueden soportar diferencias de temperatura significativas durante el calentamiento. Cuando se procesa con una l\u00e1mpara, el vidrio de cuarzo se puede calentar directamente en una llama de hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno sin romperse. Por el contrario, cuando el vidrio de cuarzo calentado a 500\u00b0C o m\u00e1s se coloca en agua fr\u00eda, se agrieta f\u00e1cilmente.<\/p>\n\n\n\n<p>La distribuci\u00f3n de tensiones generada por el procesamiento de la l\u00e1mpara es aproximadamente la siguiente:<\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Estr\u00e9s en la fusi\u00f3n rotacional<\/strong> Las manos del operador giran y derriten el tubo de vidrio en la llama del soplete. Dado que el tubo de vidrio se calienta mediante rotaci\u00f3n y no en la parte fundida, la tensi\u00f3n se manifiesta como l\u00edneas circulares.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Estr\u00e9s en la fusi\u00f3n lateral<\/strong> Para aberturas, conexiones laterales y soldadura transversal del n\u00facleo interno de tubos de cuarzo, el tubo de cuarzo no gira, lo que resulta en una distribuci\u00f3n de tensi\u00f3n diferente a la mencionada anteriormente. En este momento, la tensi\u00f3n se distribuye alrededor de la pieza fundida.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Tensi\u00f3n en las juntas anulares<\/strong> Las juntas de anillo se refieren a la soldadura del n\u00facleo interior.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Tensi\u00f3n en los extremos sellados de los productos tipo chaqueta<\/strong> Los productos de chaquetas de instrumentos de cuarzo vienen en varias formas, pero todos est\u00e1n sellados. Por ejemplo, en un tubo de condensador recto est\u00e1ndar, cuando ambos extremos est\u00e1n sellados, la tensi\u00f3n est\u00e1 presente no solo en la camisa exterior sino tambi\u00e9n en el n\u00facleo interior, lo que genera una tensi\u00f3n significativa.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<p>La magnitud de la tensi\u00f3n var\u00eda con la diferencia de temperatura y el espesor del vidrio de cuarzo. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura y m\u00e1s grueso sea el vidrio, mayor ser\u00e1 la tensi\u00f3n. Por lo tanto, la eliminaci\u00f3n del estr\u00e9s es particularmente importante.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-0512fd7b\"><h3 class=\"uagb-heading-text\">3.2 Tipos de tensi\u00f3n en productos de vidrio de cuarzo<\/h3><\/div>\n\n\n\n<p>El estr\u00e9s t\u00e9rmico en los productos de vidrio de cuarzo se puede dividir en estr\u00e9s temporal y estr\u00e9s permanente.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-599187b2\"><h3 class=\"uagb-heading-text\">3.2.1 Estr\u00e9s temporal<\/h3><\/div>\n\n\n\n<p>La tensi\u00f3n temporal ocurre cuando el cambio de temperatura del vidrio est\u00e1 por debajo de la temperatura del punto de deformaci\u00f3n, lo que resulta en un calor total desigual debido a la mala conductividad t\u00e9rmica, lo que crea cierta tensi\u00f3n t\u00e9rmica. Este estr\u00e9s t\u00e9rmico existe debido a la diferencia de temperatura y se conoce como estr\u00e9s temporal.<\/p>\n\n\n\n<p>Cabe se\u00f1alar que, dado que las varillas de n\u00facleo de cuarzo que normalmente se procesan contienen diferentes sustancias qu\u00edmicas, son propensas a un calentamiento desigual. Por lo tanto, despu\u00e9s del empalme, se debe usar la llama para calentar uniformemente el cuerpo de la varilla, haciendo que el gradiente de temperatura general sea lo m\u00e1s suave posible, reduciendo significativamente la tensi\u00f3n temporal de la varilla con n\u00facleo de cuarzo.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-0e905379\"><h3 class=\"uagb-heading-text\">3.2.2 Estr\u00e9s permanente<\/h3><\/div>\n\n\n\n<p>Cuando el vidrio se enfr\u00eda por encima de la temperatura del punto de deformaci\u00f3n, la tensi\u00f3n t\u00e9rmica generada por la diferencia de temperatura no desaparece por completo despu\u00e9s de enfriarse a temperatura ambiente, dejando algo de tensi\u00f3n en el vidrio. La magnitud de la tensi\u00f3n permanente depende de la velocidad de enfriamiento por encima de la temperatura del punto de deformaci\u00f3n, la viscosidad del vidrio de cuarzo, el coeficiente de expansi\u00f3n t\u00e9rmica y el espesor del producto.<\/p>\n\n\n\n<p>Como se mencion\u00f3 anteriormente, la tensi\u00f3n permanente generada despu\u00e9s del procesamiento de la varilla de cuarzo afecta el procesamiento y la producci\u00f3n posteriores. Por lo tanto, la tensi\u00f3n permanente s\u00f3lo puede eliminarse mediante el recocido.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-998d3415\"><h2 class=\"uagb-heading-text\">4. Recocido de productos de cuarzo<\/h2><\/div>\n\n\n\n<p>Generalmente, los productos de vidrio se recocen despu\u00e9s del procesamiento. El recocido se refiere a un proceso de tratamiento t\u00e9rmico entre la temperatura de transici\u00f3n y la temperatura del punto de deformaci\u00f3n para eliminar el estr\u00e9s t\u00e9rmico generado durante el proceso de fabricaci\u00f3n. Normalmente, cuanto mayor es el coeficiente de expansi\u00f3n del vidrio, mayor es el di\u00e1metro y cuanto m\u00e1s complejo es el estado del producto, m\u00e1s severa es la tensi\u00f3n. Como se mencion\u00f3 anteriormente, la varilla de cuarzo contactada tiene un di\u00e1metro grande y contiene varillas con n\u00facleo mixto, por lo que se requiere un tratamiento t\u00e9rmico estricto para eliminar la tensi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>En la producci\u00f3n real, es imposible eliminar completamente la tensi\u00f3n dentro del cuerpo de la varilla durante el recocido de la varilla de cuarzo. Sin embargo, la cantidad residual es tan peque\u00f1a que no se detecta f\u00e1cilmente ni siquiera con un polariscopio.<\/p>\n\n\n\n<p>Te\u00f3ricamente, la temperatura de recocido m\u00e1s alta significa que se pueden eliminar 95% de la tensi\u00f3n despu\u00e9s de 3 minutos; la temperatura de recocido m\u00e1s baja da como resultado una liberaci\u00f3n de tensi\u00f3n del 5% despu\u00e9s de 3 minutos. En la pr\u00e1ctica de producci\u00f3n, la temperatura com\u00fanmente utilizada es 50\u00b0C m\u00e1s baja que la temperatura de recocido m\u00e1s alta y 100\u00b0C m\u00e1s alta que la temperatura de recocido m\u00e1s baja. Hay muchas formas de recocer, pero el m\u00e9todo principal es el recocido en un horno, que es el tema central de esta discusi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>Seg\u00fan el principio de recocido mencionado anteriormente, el recocido del vidrio de cuarzo se divide en cuatro etapas: etapa de calentamiento, etapa de temperatura constante, etapa de enfriamiento y etapa de enfriamiento natural.<\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Etapa de calentamiento<\/strong> Para el vidrio de cuarzo, este trabajo se basa en los requisitos de recocido de los productos \u00f3pticos. Todo el proceso de calentamiento implica un calentamiento lento hasta 1100\u00b0C. Seg\u00fan la experiencia, el aumento de temperatura es de 4,5\/R\u00b2\u00b0C\/min, donde R es el radio del producto de vidrio de cuarzo.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Etapa de temperatura constante<\/strong> Cuando la varilla de cuarzo alcanza la temperatura de recocido m\u00e1s alta real, el cuerpo del horno se mantiene a una temperatura constante para garantizar un calentamiento uniforme del producto, prepar\u00e1ndolo para el siguiente paso de enfriamiento.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Etapa de enfriamiento<\/strong> Para eliminar o producir muy poca tensi\u00f3n permanente durante el proceso de enfriamiento de la varilla de cuarzo, la temperatura debe reducirse lentamente para evitar un gran gradiente de temperatura. Las velocidades de enfriamiento son las siguientes:\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>1100\u00b0C a 950\u00b0C: 15\u00b0C\/hora<\/li>\n\n\n\n<li>950\u00b0C a 750\u00b0C: 30\u00b0C\/hora<\/li>\n\n\n\n<li>750\u00b0C a 450\u00b0C: 60\u00b0C\/hora<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Etapa de enfriamiento natural<\/strong> Por debajo de 450\u00b0C, se apaga la alimentaci\u00f3n del horno de recocido y el ambiente se mantiene sin cambiar el ambiente de aislamiento hasta que se enfr\u00eda naturalmente por debajo de 100\u00b0C. Por debajo de 100\u00b0C, el ambiente de aislamiento se abre y se enfr\u00eda a temperatura ambiente.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<p>El tiempo y la temperatura involucrados en los pasos anteriores se basan en resultados te\u00f3ricos y pr\u00e1cticos de producci\u00f3n. La Figura 1 muestra productos experimentales fallidos debido a un calentamiento desigual causado por un calentamiento demasiado corto o un tiempo de temperatura constante.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-advanced-heading uagb-block-bc46a4cd\"><h2 class=\"uagb-heading-text\">Conclusi\u00f3n<\/h2><\/div>\n\n\n\n<p>En el proceso de producci\u00f3n y procesamiento del vidrio de cuarzo, existe tensi\u00f3n en los productos en cualquier etapa, ya sea temporal o permanente. Se pueden utilizar m\u00e9todos como \u201cllama\u201d, \u201c\u00e1cido HF\u201d y \u201chorno de recocido\u201d para eliminar la tensi\u00f3n temporal o reducir la tensi\u00f3n permanente. Eliminar la tensi\u00f3n es crucial para mejorar la estabilidad mec\u00e1nica y la uniformidad \u00f3ptica de los productos de cuarzo.<\/p>\n\n\n\n<p>En GlobalQT (Global Quartz Tube), somos especialistas en tubos de cuarzo de alta calidad. <a href=\"https:\/\/globalquartztube.com\/es\/products\/\" data-type=\"page\" data-id=\"2062\">productos de cristal de cuarzo<\/a> con soluciones personalizables para satisfacer sus necesidades espec\u00edficas. Para m\u00e1s informaci\u00f3n, visite nuestra <a href=\"https:\/\/globalquartztube.com\/es\/\">sitio web<\/a> o cont\u00e1ctenos v\u00eda correo electr\u00f3nico a <a>contact@globalquartztube.com<\/a>.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>1. Introduction This research on the processing and annealing techniques of quartz glass is aimed at fiber optic production and related projects. 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