Hidroksilne skupine u kvarcnim cijevima

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

Na temelju 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 teško je ukloniti zagrijavanjem, dok ga je lakše ukloniti u drugom.

Kvarcno staklo proizvedeno u oksidirajućoj atmosferi uključuje:

1. Sintetičko kvarcno staklo: Silicij tetraklorid se termički razgrađuje u plamenu hidro-kisika, sa sadržajem hidroksila oko 1000-2000 ppm.
2. Plinom rafinirano kvarcno staklo: Kvarcni prah rastaljen u plamenu hidro-kisika, sa sadržajem hidroksila od 100-200 ppm.
3. Plazma kvarcno staklo: Kvarcni prah rastaljen u plazma plamenu, sa sadržajem hidroksila od 20-30 ppm.
4. Taljeni kvarc: Kvarcni prah otopljen u atmosferi zraka, sa sadržajem hidroksila od 300-500 ppm.

Ovu vrstu hidroksila kvarcnog stakla teško je ukloniti toplinskom obradom i samo vidljivo dehidroksilira iznad temperature kristalizacije na oko 1350 stupnjeva Celzijusa.

U atmosferi vodika sadržaj hidroksila je 100-200 ppm; zagrijavanje iznad 900 stupnjeva Celzijusa može ukloniti većinu hidroksila. U uvjetima helija ili vakuuma sadržaj hidroksila je vrlo nizak (ispod 5 ppm).

Hidroksil u kvarcnom staklu otopljenom u atmosferi vodika povezan je sa sljedećim čimbenicima:

1. Povezano sa svojstvima sirovina

a. Otopljena voda; b. Kristalna voda; c. Intersticijska voda; b. Površinska adsorbirana voda; e. Plinsko-tekući uključci;

2. Povezano sa sadržajem i vrstom nečistoća sirovog materijala

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

3. Povezano s uvjetima taljenja

Temperatura; Vrijeme; Atmosfera;

4. Povezano s uvjetima dehidroksilacije

Okruženje, razina vakuuma; Vrijeme; Temperatura;

Ponovno taljenje kvarcnog stakla proizvedenog u oksidirajućoj atmosferi u atmosferi vodika ne pokazuje promjenu u vrhu apsorpcije hidroksila na 2,73 mikrona; to ukazuje da temperatura taljenja nije uzrok razlike u izvedbi dehidroksilacije između dvije vrste stakla.

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

Kvarcni stakleni prah s niskim sadržajem hidroksila ponovno taljenje u atmosferi vodika povećava hidroksil s 3 ppm na 100 ppm, što ukazuje da atmosfera vodika može povećati sadržaj hidroksila u kvarcnom staklu. Blokovi kvarcnog stakla s niskim udjelom hidroksila ponovno otopljeni u atmosferi vodika ne pokazuju praktički nikakvu promjenu u sadržaju hidroksila (3 ppm), što ukazuje da interakcija između vodika i kvarcnog stakla počinje na površini (vrijeme taljenja oko 30 minuta).

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

• C: Sadržaj hidroksila (C, ppm)
• T: Debljina (mm)
• Ta: Transmitancija na valnoj duljini od 2600 nanometara
• Tb: Transmitancija na valnoj duljini 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 Globalna kvarcna cijev, 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 Kontaktirajte nas via email at contact@globalquartztube.com.