Hidroksilne skupine v kremenčevih ceveh

Hidroksil, raztopljen v kremenčevem steklu, je znan kot hidroksil. Hidroksil je glavna nečistoča v kremenčevem steklu, glavni dejavniki, ki vplivajo na njegovo vsebnost, pa so surovine, postopki in proizvodne metode. Ker se vsebnost hidroksila v kremenčevem steklu spreminja, se spreminja tudi učinkovitost stekla. Povečanje vsebnosti hidroksila povzroči zmanjšanje viskoznosti, gostote in lomnega količnika ter povečanje infrardečega absorpcijskega in ekspanzijskega koeficienta.

Na podlagi obnašanja hidroksila v kremenčevem steklu ga lahko razdelimo v dve kategoriji: kremenčevo steklo, proizvedeno v oksidacijski atmosferi, in kremenčevo steklo, stopljeno v redukcijski atmosferi. Hidroksil v prvem je težko odstraniti s segrevanjem, medtem ko ga je v drugem lažje.

Kvarčno steklo, proizvedeno v oksidativni atmosferi, vključuje:

1. Sintetično kvarčno steklo: Silicijev tetraklorid se termično razgradi v plamenu vodikovega kisika, z vsebnostjo hidroksila okoli 1000-2000 ppm.
2. Kvarčno steklo, prečiščeno s plinom: Kremenčev prah, stopljen v plamenu vodikovega kisika, z vsebnostjo hidroksila 100-200 ppm.
3. Plazma kvarčno steklo: Kremenčev prah, stopljen v plazemskem plamenu, z vsebnostjo hidroksila 20-30 ppm.
4. Taljeni kremen: Kremenčev prah, stopljen v zračni atmosferi, z vsebnostjo hidroksila 300-500 ppm.

To vrsto hidroksila kremenčevega stekla je težko odstraniti s toplotno obdelavo in le vidno dehidroksilira nad temperaturo kristalizacije pri približno 1350 stopinjah Celzija.

V vodikovi atmosferi je vsebnost hidroksila 100-200 ppm; segrevanje nad 900 stopinj Celzija lahko odstrani večino hidroksila. V pogojih helija ali vakuuma je vsebnost hidroksila zelo nizka (pod 5 ppm).

Hidroksil v kremenčevem steklu, stopljenem v atmosferi vodika, je povezan z naslednjimi dejavniki:

1. Povezano z lastnostmi surovin

a. Raztopljena voda; b. Kristalna voda; c. intersticijska voda; b. Površinsko adsorbirana voda; e. plinsko-tekoči vključki;

2. Povezano z vsebnostjo in vrsto nečistoč surovin

a. Oksidi alkalijskih kovin; b. Oksidi zemeljskoalkalijskih kovin; c. Oksidi redkih zemelj;

3. Povezano s stanjem taljenja

temperatura; čas; Vzdušje;

4. Povezano s pogoji dehidroksilacije

Okolje, raven vakuuma; čas; temperatura;

Ponovno taljenje kremenčevega stekla, proizvedenega v oksidacijski atmosferi v vodikovi atmosferi, ne kaže sprememb v vrhu absorpcije hidroksila pri 2,73 mikrona; to pomeni, da temperatura taljenja ni vzrok za razliko v učinkovitosti dehidroksilacije med dvema vrstama stekla.

Kremenčevo steklo v prahu, stopljeno v oksidacijski atmosferi (velikost delcev 0,2–0,05 mm), kaže znatno spremembo vrha hidroksila pri 2,73 mikronov po ponovnem taljenju v vodikovi atmosferi, zaradi česar je lažje odstraniti hidroksil in njegovo delovanje je podobno kot pri kremenu steklo, stopljeno v atmosferi vodika. To dokazuje, da je velikost delcev pomemben dejavnik pri razlikah v dehidroksilaciji.

Prah kremenčevega stekla z nizko vsebnostjo hidroksila ponovno stopljeno v atmosferi vodika poveča hidroksil s 3 ppm na 100 ppm, kar kaže, da lahko atmosfera vodika poveča vsebnost hidroksila v kremenčevem steklu. Bloki kremenčevega stekla z nizko vsebnostjo hidroksila, ki so bili ponovno stopljeni v atmosferi vodika, ne kažejo skoraj nobene spremembe vsebnosti hidroksila (3 ppm), kar kaže, da se interakcija med vodikom in kremenčevim steklom začne na površini (čas taljenja približno 30 minut).

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

• C: Vsebnost hidroksila (C, ppm)
• T: Debelina (mm)
• Ta: Prepustnost pri valovni dolžini 2600 nanometrov
• Tb: Prepustnost pri valovni dolžini 2730 nanometrov

Kitajska nacionalna standardna formula: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) mm-1

• C: Vsebnost hidroksila (ppm)
• d: Debelina (cm)
• Ia: Razdalja od osnovne črte 2730 nm do ničelne črte (mm)
• I: Razdalja od vrha absorpcije 2730 nm do ničelne črte (mm)

Na spletni strani Global Quartz Tube, smo specializirani za proizvodnjo visokokakovostnih kremenčeve cevi z natančnim nadzorom vsebnosti hidroksila, da bi izpolnili različne potrebe industrije. Za več informacij o naših izdelkih in možnostih prilagajanja obiščite našo spletno stran na naslovu www.globalquartztube.com oz kontaktiraj nas prek e-pošte na naslov contact@globalquartztube.com.