{"id":2957,"date":"2024-05-06T09:00:00","date_gmt":"2024-05-06T01:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/globalquartztube.com\/?p=2957"},"modified":"2024-06-26T20:49:52","modified_gmt":"2024-06-26T12:49:52","slug":"hydroxyl-groups-in-quartz-tubes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/globalquartztube.com\/pl\/hydroxyl-groups-in-quartz-tubes\/","title":{"rendered":"Grupy hydroksylowe w rurkach kwarcowych"},"content":{"rendered":"

 <\/p>\n\n\n\n

Hydroksyl w szkle kwarcowym<\/strong><\/h2><\/div>\n\n\n\n

Hydroksyl rozpuszczony w szkle kwarcowym jest znany jako hydroksyl. Hydroksyl jest g\u0142\u00f3wnym zanieczyszczeniem szk\u0142a kwarcowego, a g\u0142\u00f3wnymi czynnikami wp\u0142ywaj\u0105cymi na jego zawarto\u015b\u0107 s\u0105 surowce, procesy i metody produkcji. Poniewa\u017c zawarto\u015b\u0107 grup hydroksylowych w szkle kwarcowym jest r\u00f3\u017cna, zmieniaj\u0105 si\u0119 tak\u017ce w\u0142a\u015bciwo\u015bci szk\u0142a. Zwi\u0119kszenie zawarto\u015bci grup hydroksylowych prowadzi do zmniejszenia lepko\u015bci, g\u0119sto\u015bci i wsp\u00f3\u0142czynnika za\u0142amania \u015bwiat\u0142a oraz wzrostu wsp\u00f3\u0142czynnika absorpcji i rozszerzalno\u015bci w podczerwieni.<\/p>\n\n\n\n

Dehydroksylacja<\/strong><\/h2><\/div>\n\n\n\n

W oparciu o zachowanie grup hydroksylowych w szkle kwarcowym mo\u017cna je podzieli\u0107 na dwie kategorie: szk\u0142o kwarcowe produkowane w atmosferze utleniaj\u0105cej i szk\u0142o kwarcowe topione w atmosferze redukuj\u0105cej. Grupa hydroksylowa w pierwszym przypadku jest trudna do usuni\u0119cia przez ogrzewanie, podczas gdy w drugim jest \u0142atwiejsza do usuni\u0119cia.<\/p>\n\n\n\n

Szk\u0142o kwarcowe produkowane w atmosferze utleniaj\u0105cej obejmuje:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Syntetyczne szk\u0142o kwarcowe<\/strong>: Czterochlorek krzemu rozk\u0142ada si\u0119 termicznie w p\u0142omieniu wodorowo-tlenowym, przy zawarto\u015bci grup hydroksylowych oko\u0142o 1000-2000 ppm.<\/li>\n\n\n\n
  2. Szk\u0142o kwarcowe rafinowane gazem<\/strong>: Proszek kwarcowy topiony w p\u0142omieniu wodorowo-tlenowym, o zawarto\u015bci grup hydroksylowych 100-200 ppm.<\/li>\n\n\n\n
  3. Plazmowe szk\u0142o kwarcowe<\/strong>: Proszek kwarcowy topiony w p\u0142omieniu plazmowym, o zawarto\u015bci grup hydroksylowych 20-30 ppm.<\/li>\n\n\n\n
  4. Topiony kwarc<\/strong>: Proszek kwarcowy topiony w atmosferze powietrza, o zawarto\u015bci grup hydroksylowych 300-500 ppm.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Tego typu grupy hydroksylowe ze szk\u0142a kwarcowego s\u0105 trudne do usuni\u0119cia poprzez obr\u00f3bk\u0119 ciepln\u0105 i dehydroksyluj\u0105 si\u0119 w widoczny spos\u00f3b dopiero powy\u017cej temperatury krystalizacji, czyli oko\u0142o 1350 stopni Celsjusza.<\/p>\n\n\n\n

    Szk\u0142o kwarcowe topione w atmosferze redukuj\u0105cej<\/strong>:<\/h2><\/div>\n\n\n\n

    W atmosferze wodoru zawarto\u015b\u0107 grup hydroksylowych wynosi 100\u2013200 ppm; ogrzewanie powy\u017cej 900 stopni Celsjusza mo\u017ce usun\u0105\u0107 wi\u0119kszo\u015b\u0107 grupy hydroksylowej. W warunkach helu lub pr\u00f3\u017cni zawarto\u015b\u0107 grup hydroksylowych jest bardzo niska (poni\u017cej 5 ppm).<\/p>\n\n\n\n

    Zawarto\u015b\u0107 grupy hydroksylowej w szkle kwarcowym stopionym w atmosferze wodoru zale\u017cy od nast\u0119puj\u0105cych czynnik\u00f3w:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. Zwi\u0105zane z w\u0142a\u015bciwo\u015bciami surowc\u00f3w<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      A. Rozpuszczona woda; B. Woda krystaliczna; C. Woda \u015br\u00f3dmi\u0105\u017cszowa; B. Woda zaadsorbowana powierzchniowo; mi. Wtr\u0105cenia gazowo-ciek\u0142e;<\/p>\n\n\n\n

      2. Zwi\u0105zane z zawarto\u015bci\u0105 i typem zanieczyszcze\u0144 surowca<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      A. Tlenki metali alkalicznych; B. Tlenki metali ziem alkalicznych; C. Tlenki metali ziem rzadkich;<\/p>\n\n\n\n

      3. Zwi\u0105zane ze stanem topnienia<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Temperatura; Czas; Atmosfera;<\/p>\n\n\n\n

      4. Zwi\u0105zane z warunkami dehydroksylacji<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      \u015arodowisko, poziom pr\u00f3\u017cni; Czas; Temperatura;<\/p>\n\n\n\n

      Ponowne topienie szk\u0142a kwarcowego produkowanego w atmosferze utleniaj\u0105cej w atmosferze wodoru nie wykazuje zmian w piku absorpcji grup hydroksylowych przy 2,73 mikrona; wskazuje to, \u017ce temperatura topnienia nie jest przyczyn\u0105 r\u00f3\u017cnicy w dzia\u0142aniu dehydroksylacji pomi\u0119dzy dwoma typami szk\u0142a.<\/p>\n\n\n\n

      Sproszkowane szk\u0142o kwarcowe stopione w atmosferze utleniaj\u0105cej (wielko\u015b\u0107 cz\u0105stek 0,2\u20130,05 mm) wykazuje znaczn\u0105 zmian\u0119 piku hydroksylowego przy 2,73 mikrona po ponownym stopieniu w atmosferze wodoru, co u\u0142atwia usuwanie hydroksylu i jego dzia\u0142anie jest podobne do kwarcu szk\u0142o stopione w atmosferze wodoru. Pokazuje to, \u017ce wielko\u015b\u0107 cz\u0105stek jest wa\u017cnym czynnikiem wp\u0142ywaj\u0105cym na r\u00f3\u017cnice w dehydroksylacji.<\/p>\n\n\n\n

      Proszek ze szk\u0142a kwarcowego o niskiej zawarto\u015bci hydroksylu<\/strong> ponownie stopiony w atmosferze wodoru zwi\u0119ksza zawarto\u015b\u0107 hydroksylu z 3 ppm do 100 ppm, co wskazuje, \u017ce atmosfera wodoru mo\u017ce zwi\u0119kszy\u0107 zawarto\u015b\u0107 hydroksylu w szkle kwarcowym. Bloki szk\u0142a kwarcowego o niskiej zawarto\u015bci grup hydroksylowych przetopione w atmosferze wodoru praktycznie nie wykazuj\u0105 zmian w zawarto\u015bci grup hydroksylowych (3 ppm), co wskazuje, \u017ce oddzia\u0142ywanie pomi\u0119dzy wodorem i szk\u0142em kwarcowym rozpoczyna si\u0119 na powierzchni (czas topnienia oko\u0142o 30 minut).<\/p>\n\n\n\n

      Metoda absorpcji widmowej do obliczania hydroksylu<\/strong>:<\/h2><\/div>\n\n\n\n

      Wz\u00f3r firmy GE: C = 910\/T * LOG10(Ta\/Tb) mm-1<\/p>\n\n\n\n