Kvarts shishasini qayta ishlash va tavlash texnikasi bo'yicha tadqiqotlar

Kvars oynasini qayta ishlash va tavlanish texnikasi bo'yicha ushbu tadqiqot optik tolali ishlab chiqarish va tegishli loyihalarga qaratilgan. U turli stsenariylarda mahsulotlarning silliq qo'llanilishini ta'minlab, amaliyot orqali yuqori va normal haroratlarda kvarts mahsulotlarining barqarorligini yaxshilashga intiladi.

Kvarts shishasi qayta ishlash usullari, ishlatilishi va tashqi ko'rinishi bo'yicha tasniflanadi, masalan, eritilgan shaffof kvarts shishasi, eritilgan kvarts oynasi, gaz bilan tozalangan shaffof kvarts oynasi, sintetik kvarts oynasi, shaffof bo'lmagan kvarts oynasi, optik kvarts oynasi, yarimo'tkazgichlar uchun kvarts shishasi va kvarts elektr yorug'lik manbalari uchun shisha. Ular ikkita asosiy toifaga bo'linadi: shaffof va noaniq. Sofligiga ko'ra, u uchta toifaga bo'linadi: yuqori tozalik, oddiy va doping.

Yuqori haroratga chidamli kvarts oynasining devitrifikatsiyasi o'ziga xos nuqsondir. Kvarts shishasi kristalli kvartsga qaraganda yuqori ichki energiyaga ega, bu uni termodinamik jihatdan beqaror metastabil holatga aylantiradi. SiO2 molekulalari vibratsiyani tezlashtiradi va uzoq muddatli qayta tartibga solish va yo'naltirishdan keyin kristallar hosil qiladi. Kristallanish asosan sirtda sodir bo'ladi, keyin ichki nuqsonlar paydo bo'ladi, chunki bu joylar ifloslanishga moyil bo'lib, nopoklik ionlarining mahalliy to'planishiga olib keladi. Xususan, gidroksidi ionlari (K, Na, Li, Ca, Mg kabi) tarmoqqa kirishda viskoziteni pasaytiradi, devitrifikasiyani tezlashtiradi.

Ushbu maqolada faqat shaffof sintetik kondansatör kvarts oynasini qamrab oluvchi qayta ishlangan kvarts komponentlari muhokama qilinadi.

Kvarts oynasini qayta ishlashda odatda vodorod-kislorodli olov ishlatiladi, ishlov berish harorati taxminan 1500-1600 ° S.

Shisha issiqlikni yomon o'tkazuvchi hisoblanadi. Kvars shishasining bir qismi (bosimsiz) qizdirilganda yoki sovutilganda, kvarts oynasining tashqi qatlami to'g'ridan-to'g'ri isitiladi yoki birinchi sovib keta boshlaydi va ichki oyna isitiladi (issiqlik o'tkazuvchanligi tashqi issiqlikni ichkariga o'tkazadi) yoki keyin sovutiladi. . Bu kvarts oynasining yuzasi va ichki qismi o'rtasida harorat farqi hosil qiladi. Qizdirilganda, to'g'ridan-to'g'ri isitiladigan kvarts oynasining sirt harorati yuqori va issiqlikni qabul qiluvchi kvarts shishasining ichki harorati past bo'lib, isitiladigan kvarts oynasining tashqi qatlami kengayishiga olib keladi. Pastki haroratli ichki qism tashqi qatlamning kengayishiga to'sqinlik qilib, asl holatini saqlab qolishga harakat qiladi. Shunday qilib, kengayish va piyodalarga qarshi kengayish kvarts oynasi ichida sodir bo'lib, o'zaro ta'sir tufayli ikki turdagi stressni hosil qiladi: siqilish stressi va kuchlanish stressi. Kvars shishasining tashqi qatlamini ichkariga qarab kengayishiga va tashqi qatlamga ta'sir qilishiga yo'l qo'ymaslikka harakat qiladigan kuch siqish stressi deb ataladi, kvarts oynasining tashqi qatlamining ichkariga qarab kengayishi ta'sir qiladigan kuch esa tortishish kuchlanishi deb nomlanadi.

Kvars shishasining bosim kuchi uning kuchlanish kuchidan ancha katta bo'lganligi sababli, kvarts shishasining ichki va tashqi qatlamlari isitish vaqtida sezilarli harorat farqlariga bardosh bera oladi. Chiroq bilan ishlov berishda kvarts shishasi to'g'ridan-to'g'ri vodorod-kislorodli olovda buzilmasdan qizdirilishi mumkin. Aksincha, 500 ° C va undan yuqori haroratgacha qizdirilgan kvarts shishasi sovutish suviga qo'yilsa, u osongina yorilib ketadi.

Chiroqni qayta ishlash natijasida hosil bo'lgan kuchlanish taqsimoti taxminan quyidagicha:

1. Aylanma erishdagi kuchlanish Operatorning qo'llari aylanadi va shisha trubkani mash'al alangasida eritadi. Shisha trubka eritilgan qismda emas, balki aylanish orqali qizdirilganligi sababli, stress dumaloq chiziqlar sifatida namoyon bo'ladi.
2. Yon erishdagi stress Kvars naychalarining teshiklari, yon ulanishlari va ko'ndalang ichki yadroli payvandlash uchun kvarts trubkasi aylanmaydi, natijada yuqorida aytib o'tilganlardan farqli kuchlanish taqsimoti paydo bo'ladi. Bu vaqtda kuchlanish erigan qism atrofida taqsimlanadi.
3. Halqali bo'g'inlardagi stress Ring bo'g'inlari ichki yadroning payvandlashiga ishora qiladi.
4. Ko'ylagi mahsulotlarining muhrlangan uchlarida stress Kvarts asboblari ko'ylagi mahsulotlari turli shakllarda keladi, ammo barchasi muhrlangan. Misol uchun, standart to'g'ridan-to'g'ri kondensator trubkasida, ikkala uchi ham muhrlangan bo'lsa, stress nafaqat tashqi ko'ylagi, balki ichki yadroda ham mavjud bo'lib, sezilarli stressga olib keladi.

Stressning kattaligi harorat farqi va kvarts shishasining qalinligi bilan farq qiladi. Harorat farqi qanchalik katta bo'lsa va shisha qalinroq bo'lsa, stress kuchayadi. Shuning uchun stressni olib tashlash ayniqsa muhimdir.

Kvars shishasi mahsulotlaridagi termal stressni vaqtinchalik stress va doimiy stressga bo'lish mumkin.

Vaqtinchalik kuchlanish shishaning harorat o'zgarishi kuchlanish nuqtasi haroratidan past bo'lganda yuzaga keladi, natijada yomon issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli notekis umumiy issiqlik hosil bo'lib, ma'lum issiqlik stressini yaratadi. Bu termal stress harorat farqi tufayli mavjud bo'lib, vaqtinchalik stress deb nomlanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, odatda qayta ishlangan kvarts yadrosi tayoqlari turli xil kimyoviy moddalarni o'z ichiga olganligi sababli ular notekis isitishga moyil. Shuning uchun, birlashtirgandan so'ng, olov novda tanasini teng ravishda isitish uchun ishlatilishi kerak, bu esa umumiy harorat gradientini iloji boricha silliq qilib, kvarts yadrosi novdasining vaqtinchalik kuchlanishini sezilarli darajada kamaytiradi.

Shisha kuchlanish nuqtasi haroratidan yuqoridan soviganida, harorat farqi natijasida hosil bo'lgan termal stress xona haroratiga sovutilgandan so'ng butunlay yo'qolmaydi va shishada biroz stress qoldiradi. Doimiy kuchlanishning kattaligi kuchlanish nuqtasi haroratidan yuqori sovutish tezligiga, kvarts shishasining yopishqoqligiga, termal kengayish koeffitsientiga va mahsulotning qalinligiga bog'liq.

Yuqorida aytib o'tilganidek, kvarts novdasini qayta ishlashdan keyin hosil bo'lgan doimiy stress keyingi qayta ishlash va ishlab chiqarishga ta'sir qiladi. Shuning uchun doimiy stressni faqat tavlanish orqali yo'q qilish mumkin.

Odatda, shisha mahsulotlar qayta ishlashdan keyin tavlanadi. Yuvish ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'lgan termal stressni bartaraf etish uchun o'tish harorati va kuchlanish nuqtasi harorati o'rtasidagi issiqlik bilan ishlov berish jarayonini anglatadi. Odatda, shishaning kengayish koeffitsienti qanchalik katta bo'lsa, diametri qanchalik katta bo'lsa va mahsulot holati qanchalik murakkab bo'lsa, stress shunchalik kuchli bo'ladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, aloqada bo'lgan kvarts novda katta diametrga ega va aralash yadroli novdalarni o'z ichiga oladi, shuning uchun stressni olib tashlash uchun qattiq issiqlik bilan ishlov berish kerak.

Haqiqiy ishlab chiqarishda kvarts novdasini tavlash paytida novda tanasi ichidagi stressni butunlay yo'q qilish mumkin emas. Biroq, qoldiq miqdori shunchalik kichikki, uni polariskop ostida ham osongina aniqlash mumkin emas.

Nazariy jihatdan, eng yuqori tavlanish harorati 95% stressni 3 daqiqadan so'ng yo'q qilish mumkinligini anglatadi; eng past tavlanish harorati 3 daqiqadan so'ng 5% stress chiqishiga olib keladi. Ishlab chiqarish amaliyotida tez-tez ishlatiladigan harorat eng yuqori tavlanish haroratidan 50 ° C pastroq va eng past tavlanish haroratidan 100 ° C yuqori. Yuvishning ko'plab usullari mavjud, ammo asosiy usul - bu muhokamaning asosiy mavzusi bo'lgan pechda tavlanish.

Yuqorida aytib o'tilgan tavlanish printsipiga ko'ra, kvarts shishasining tavlanishi to'rt bosqichga bo'linadi: isitish bosqichi, doimiy harorat bosqichi, sovutish bosqichi va tabiiy sovutish bosqichi.

1. Isitish bosqichi Kvarts shishasi uchun bu ish optik mahsulotlarning tavlanish talablariga asoslanadi. Barcha isitish jarayoni 1100 ° S ga qadar sekin isitishni o'z ichiga oladi. Tajribaga ko'ra, harorat ko'tarilishi 4,5 / R² ° C / min, bu erda R - kvarts shisha mahsulotining radiusi.
2. Doimiy harorat bosqichi Kvarts tayog'i haqiqiy eng yuqori tavlanish haroratiga yetganda, mahsulotni bir xil isitishni ta'minlash uchun o'choq tanasi doimiy haroratda saqlanadi, uni keyingi sovutish bosqichiga tayyorlaydi.
3. Sovutish bosqichi Kvarts novdasini sovutish jarayonida juda kam doimiy stressni yo'q qilish yoki ishlab chiqarish uchun katta harorat gradyanini oldini olish uchun haroratni asta-sekin kamaytirish kerak. Sovutish tezligi quyidagicha:
   • 1100 ° C dan 950 ° C gacha: 15 ° C / soat
   • 950 ° C dan 750 ° C gacha: 30 ° C / soat
   • 750 ° C dan 450 ° C gacha: 60 ° C / soat
4. Tabiiy sovutish bosqichi 450 ° C dan past haroratda, tavlanadigan pechning quvvati o'chiriladi va tabiiy ravishda 100 ° C dan pastgacha sovib ketguncha atrof-muhit izolyatsiya muhitini o'zgartirmasdan saqlanadi. 100 ° C dan past haroratda izolyatsiyalash muhiti ochiladi va u xona haroratiga qadar soviydi.

Yuqoridagi bosqichlar uchun vaqt va harorat nazariy va ishlab chiqarish amaliyoti natijalariga asoslanadi. 1-rasmda juda qisqa isitish yoki doimiy harorat vaqti tufayli notekis isitish tufayli muvaffaqiyatsiz eksperimental mahsulotlar ko'rsatilgan.

Kvarts oynasini ishlab chiqarish va qayta ishlash jarayonida mahsulotlarda vaqtinchalik yoki doimiy bo'ladimi, har qanday bosqichda stress mavjud. Vaqtinchalik stressni olib tashlash yoki doimiy stressni kamaytirish uchun "olov", "HF kislotasi" va "tavlanadigan pech" kabi usullardan foydalanish mumkin. Stressni olib tashlash kvarts mahsulotlarining mexanik barqarorligi va optik bir xilligini yaxshilash uchun juda muhimdir.

At GlobalQT (Global Quartz Tube), we specialize in high-quality quartz glass products with customizable solutions to meet your specific needs. For more information, visit our veb-sayt yoki elektron pochta orqali bizga murojaat contact@globalquartztube.com.