Хидроксил во кварцно стакло
Хидроксил растворен во кварцно стакло е познат како хидроксил. Хидроксилот е главната нечистотија во кварцното стакло, а примарните фактори кои влијаат на неговата содржина се суровините, процесите и методите на производство. Како што се разликува содржината на хидроксил во кварцното стакло, така се разликуваат и перформансите на стаклото. Зголемувањето на содржината на хидроксил доведува до намалување на вискозноста, густината и индексот на рефракција и зголемување на инфрацрвената апсорпција и коефициентот на експанзија.
Дехидроксилација
Врз основа на однесувањето на хидроксилот во кварцното стакло, може да се подели во две категории: кварцно стакло произведено во оксидирачка атмосфера и кварцно стакло стопено во редуцирачка атмосфера. Хидроксилот кај првото тешко се отстранува со загревање, додека кај второто полесно се отстранува.
Кварцното стакло произведено во оксидирачка атмосфера вклучува:
- Синтетичко кварцно стакло: Силициум тетрахлорид термички се разложува во хидро-кислороден пламен, со содржина на хидроксил околу 1000-2000 ppm.
- Кварцно стакло рафинирано со гас: Кварцниот прав стопен во хидро-кислороден пламен, со содржина на хидроксил од 100-200 ppm.
- Плазма кварцно стакло: Кварцниот прав стопен во плазма пламен, со содржина на хидроксил од 20-30 ppm.
- Споен кварц: Кварцниот прав стопен во воздушна атмосфера, со содржина на хидроксил од 300-500 ppm.
Овој тип на хидроксил од кварцно стакло е тешко да се отстрани со термичка обработка и само видливо дехидроксилира над температурата на кристализација на околу 1350 степени Целзиусови.
Кварцното стакло се стопи во намалена атмосфера:
Во водородна атмосфера, содржината на хидроксил е 100-200 ppm; загревањето над 900 степени Целзиусови може да го отстрани најголемиот дел од хидроксилот. Во услови на хелиум или вакуум, содржината на хидроксил е многу ниска (под 5 ppm).
Хидроксилот во кварцното стакло стопен во водородна атмосфера е поврзан со следните фактори:
- Поврзани со својствата на суровините
а. Растворена вода; б. Кристална вода; в. Интерстицијална вода; б. Површинска адсорбирана вода; д. Гас-течни подмножества;
2. Поврзано со содржината и видот на нечистотијата на суровини
а. Оксиди на алкални метали; б. Оксиди на земноалкални метали; в. Оксиди од ретки земји;
3. Поврзано со состојбата на топење
Температура; Време; Атмосфера;
4. Поврзано со условите на дехидроксилација
Животна средина, ниво на вакуум; Време; Температура;
Повторното топење на кварцното стакло произведено во оксидирачка атмосфера во водородна атмосфера не покажува промена во врвот на апсорпција на хидроксил на 2,73 микрони; ова покажува дека температурата на топење не е причина за разликата во перформансите на дехидроксилација помеѓу двата вида стакло.
Кварцното стакло во прав стопено во оксидирачка атмосфера (големина на честички 0,2-0,05 мм) покажува значајна промена во врвот на хидроксилот на 2,73 микрони по повторното топење во водородна атмосфера, што го олеснува отстранувањето на хидроксилот и неговите перформанси слични на оние на кварцот стакло се стопи во водородна атмосфера. Ова покажува дека големината на честичките е важен фактор во разликите во дехидроксилацијата.
Прашок од стакло со низок хидроксилен кварц повторно топено во водородна атмосфера го зголемува хидроксилот од 3 ppm на 100 ppm, што покажува дека водородната атмосфера може да ја зголеми содржината на хидроксил во кварцното стакло. Стаклените блокови со ниска хидроксилна кварц, повторно стопени во водородна атмосфера, практично не покажуваат промена во содржината на хидроксил (3 ppm), што покажува дека интеракцијата помеѓу водородот и кварцното стакло започнува на површината (време на топење околу 30 минути).
Метод на спектрална апсорпција за пресметка на хидроксил:
Формула од GE: C = 910/T * LOG10(Ta/Tb) mm-1
- C: содржина на хидроксил (C, ppm)
- Т: Дебелина (мм)
- Ta: Пропустливост на бранова должина од 2600 нанометри
- Tb: Пропустливост на бранова должина од 2730 нанометри
Кинеска национална стандардна формула: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) mm-1
- C: содржина на хидроксил (ppm)
- г: Дебелина (см)
- Ia: Растојание од основна линија од 2730 nm до нулта линија (mm)
- I: Растојание од врв на апсорпција од 2730 nm до нулта линија (mm)
На Глобална кварцна цевка, ние се специјализираме за производство на висококвалитетни кварцни цевки со прецизна контрола врз содржината на хидроксилни групи за да ги задоволи разновидните потреби на индустријата. За повеќе информации за нашите производи и опции за прилагодување, посетете ја нашата веб-страница на www.globalquartztube.com или Контактирајте не преку е-пошта на contact@globalquartztube.com.
