Hydroksyyliryhmät kvartsiputkissa

Kvartsilasiin liuennut hydroksyyli tunnetaan hydroksyylinä. Hydroksyyli on kvartsilasin pääepäpuhtaus, ja sen pitoisuuteen vaikuttavat ensisijaiset tekijät raaka-aineet, prosessit ja valmistusmenetelmät. Koska kvartsilasin hydroksyylipitoisuus vaihtelee, myös lasin suorituskyky vaihtelee. Hydroksyylipitoisuuden lisääminen johtaa viskositeetin, tiheyden ja taitekertoimen laskuun sekä infrapuna-absorptio- ja laajenemiskertoimen kasvuun.

Kvartsilasissa olevan hydroksyylin käyttäytymisen perusteella se voidaan jakaa kahteen luokkaan: hapettavassa ilmakehässä valmistettu kvartsilasi ja pelkistävässä ilmakehässä sulatettu kvartsilasi. Ensimmäisessä hydroksyyliä on vaikea poistaa kuumentamalla, kun taas jälkimmäisestä se on helpompi poistaa.

Hapettavassa ilmakehässä valmistettu kvartsilasi sisältää:

1. Synteettinen kvartsilasi: Piitetrakloridi hajoaa termisesti vetyhappiliekissä, jolloin hydroksyylipitoisuus on noin 1000-2000 ppm.
2. Kaasujalostettu kvartsilasi: Vetyhappiliekissä sulatettu kvartsijauhe, jonka hydroksyylipitoisuus on 100-200 ppm.
3. Plasma kvartsilasi: Plasmalekissä sulatettu kvartsijauhe, jonka hydroksyylipitoisuus on 20-30 ppm.
4. Sulatettu kvartsi: Ilmakehässä sulatettu kvartsijauhe, jonka hydroksyylipitoisuus on 300-500 ppm.

Tämän tyyppisen kvartsilasin hydroksyyliä on vaikea poistaa lämpökäsittelyllä ja se dehydroksyloituu vain näkyvästi kiteytyslämpötilan yläpuolella noin 1350 celsiusasteessa.

Vetyatmosfäärissä hydroksyylipitoisuus on 100-200 ppm; yli 900 celsiusasteen kuumennus voi poistaa suurimman osan hydroksyylistä. Helium- tai tyhjiöolosuhteissa hydroksyylipitoisuus on hyvin alhainen (alle 5 ppm).

Vetyilmakehässä sulatetun kvartsilasin hydroksyyli liittyy seuraaviin tekijöihin:

1. Liittyy raaka-aineominaisuuksiin

a. liuennut vesi; b. Kiteinen vesi; c. Interstitiaalinen vesi; b. Pinta adsorboitunut vesi; e. Kaasu-neste sulkeumat;

2. Liittyy raaka-aineen epäpuhtauspitoisuuteen ja -tyyppiin

a. Alkalimetallioksidit; b. Maa-alkalimetallioksidit; c. Harvinaisten maametallien oksidit;

3. Liittyy sulamisolosuhteisiin

Lämpötila; Aika; ilmakehä;

4. Liittyy dehydroksylaatioolosuhteisiin

Ympäristö, tyhjiön taso; Aika; Lämpötila;

Uudelleensulattava kvartsilasi, joka on tuotettu hapettavassa ilmakehässä vetyatmosfäärissä, ei osoita muutosta hydroksyylin absorptiohuipissa 2,73 mikronissa; tämä osoittaa, että sulamislämpötila ei ole syynä eroon dehydroksylointisuorituskyvyssä kahden lasityypin välillä.

Jauhemainen kvartsilasi, joka on sulatettu hapettavassa ilmakehässä (hiukkaskoko 0,2-0,05 mm) osoittaa merkittävän muutoksen hydroksyylipiikissä 2,73 mikronissa uudelleensulatuksen jälkeen vetyatmosfäärissä, mikä helpottaa hydroksyylin poistamista ja sen suorituskyky on samanlainen kuin kvartsilla vetyilmakehässä sulatettu lasi. Tämä osoittaa, että hiukkaskoko on tärkeä tekijä dehydroksylaatioeroissa.

Matalahydroksikvartsilasijauhe uudelleen sulatettu vetyatmosfäärissä lisää hydroksyylipitoisuutta 3 ppm:stä 100 ppm:iin, mikä osoittaa, että vetyatmosfääri voi lisätä hydroksyylipitoisuutta kvartsilasissa. Vetyilmakehässä uudelleen sulatetut matalahydroksyyliset kvartsilasiharkot eivät näytä käytännössä mitään muutosta hydroksyylipitoisuudessa (3 ppm), mikä osoittaa, että vedyn ja kvartsilasin välinen vuorovaikutus alkaa pinnasta (sulamisaika noin 30 minuuttia).

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

• C: Hydroksyylipitoisuus (C, ppm)
• T: Paksuus (mm)
• Ta: Läpäisykyky 2600 nanometrin aallonpituudella
• Tb: Läpäisy 2730 nanometrin aallonpituudella

Kiinan kansallinen standardikaava: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) mm-1

• C: Hydroksyylipitoisuus (ppm)
• d: Paksuus (cm)
• Ia: Etäisyys 2730 nm perusviivasta nollaviivaan (mm)
• I: Etäisyys 2730 nm:n absorptiohuipusta nollaviivaan (mm)

At Globaali kvartsiputki, we specialize in producing high-quality kvartsiputket 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 tai ota meihin yhteyttä sähköpostitse osoitteessa contact@globalquartztube.com.