Гідроксильні групи в кварцових трубках

Гідроксил, розчинений у кварцовому склі, відомий як гідроксил. Гідроксил є основною домішкою в кварцовому склі, і основними факторами, що впливають на його вміст, є сировина, процеси та методи виробництва. Оскільки вміст гідроксилу в кварцовому склі змінюється, змінюється і його характеристика. Підвищення вмісту гідроксилу призводить до зменшення в'язкості, густини та показника заломлення, а також до збільшення коефіцієнта інфрачервоного поглинання та розширення.

Виходячи з поведінки гідроксилу в кварцовому склі, його можна розділити на дві категорії: кварцове скло, вироблене в окислювальній атмосфері, і кварцове скло, розплавлене у відновній атмосфері. Гідроксильну групу в першій складно видалити нагріванням, тоді як у другій – легше.

Кварцове скло, виготовлене в окислювальній атмосфері, включає:

1. Синтетичне кварцове скло: Тетрахлорид кремнію термічно розкладається у водно-кисневому полум'ї з вмістом гідроксилу приблизно 1000-2000 ppm.
2. Очищене газом кварцове скло: Кварцовий порошок, розплавлений у водно-кисневому полум'ї, з вмістом гідроксилу 100-200 ppm.
3. Плазмове кварцове скло: Кварцовий порошок, розплавлений у плазмовому полум'ї, з вмістом гідроксилу 20-30 ppm.
4. Плавлений кварц: Кварцовий порошок, розплавлений в атмосфері повітря, з вмістом гідроксилу 300-500 ppm.

Цей тип гідроксилу кварцового скла важко видалити термічною обробкою, і він лише помітно дегідроксилюється вище температури кристалізації приблизно 1350 градусів за Цельсієм.

В атмосфері водню вміст гідроксилу становить 100-200 ppm; нагрівання вище 900 градусів Цельсія може видалити більшу частину гідроксилу. В умовах гелію або вакууму вміст гідроксилу дуже низький (нижче 5 ppm).

Гідроксил у кварцовому склі, розплавленому в атмосфері водню, пов’язаний з такими факторами:

1. Пов’язані з властивостями сировини

a. Розчинена вода; b. Кристалічна вода; в. Інтерстиціальна вода; b. Поверхнева адсорбована вода; д. Газорідинні включення;

2. Пов’язані з вмістом і типом домішок сировини

a. Оксиди лужних металів; b. Оксиди лужноземельних металів; в. Рідкоземельні оксиди;

3. Пов’язані з умовою плавлення

температура; час; атмосфера;

4. Пов’язані з умовами дегідроксилювання

Середовище, рівень вакууму; час; температура;

Повторне плавлення кварцового скла, отриманого в окислювальній атмосфері в атмосфері водню, не показує жодних змін у піку поглинання гідроксилу при 2,73 мікрона; це вказує на те, що температура плавлення не є причиною різниці в продуктивності дегідроксилювання між двома типами скла.

Порошкоподібне кварцове скло, розплавлене в окислювальній атмосфері (розмір частинок 0,2—0,05 мм), демонструє значну зміну піку гідроксилу на рівні 2,73 мікрона після повторного плавлення в атмосфері водню, що полегшує видалення гідроксилу, а його характеристики подібні до кварцу. скло, розплавлене в атмосфері водню. Це демонструє, що розмір частинок є важливим фактором у відмінностях дегідроксилювання.

Порошок кварцового скла з низьким вмістом гідроксилу повторне розплавлення в атмосфері водню збільшує вміст гідроксилу з 3 ppm до 100 ppm, що вказує на те, що атмосфера водню може збільшити вміст гідроксилу в кварцовому склі. Блоки кварцового скла з низьким вмістом гідроксилу, повторно розплавлені в атмосфері водню, практично не змінюють вміст гідроксилу (3 ppm), що вказує на те, що взаємодія між воднем і кварцовим склом починається на поверхні (час плавлення близько 30 хвилин).

Формула GE: C = 910/T * LOG10(Ta/Tb) мм-1

• C: вміст гідроксилу (C, ppm)
• T: Товщина (мм)
• Ta: Коефіцієнт пропускання на довжині хвилі 2600 нанометрів
• Tb: Коефіцієнт пропускання на довжині хвилі 2730 нанометрів

Формула національного стандарту Китаю: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) мм-1

• C: вміст гідроксилу (ppm)
• d: Товщина (см)
• Ia: Відстань від базової лінії 2730 нм до нульової лінії (мм)
• I: Відстань від піку поглинання 2730 нм до нульової лінії (мм)

At Глобальна кварцова трубка, we specialize in producing high-quality кварцові трубки 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 або зв'яжіться з нами електронною поштою за адресою contact@globalquartztube.com.