Hydroxyl trong thủy tinh thạch anh
Hydroxyl hòa tan trong thủy tinh thạch anh được gọi là hydroxyl. Hydroxyl là tạp chất chính trong thủy tinh thạch anh và các yếu tố chính ảnh hưởng đến hàm lượng của nó là nguyên liệu thô, quy trình và phương pháp sản xuất. Vì hàm lượng hydroxyl trong thủy tinh thạch anh thay đổi nên hiệu suất của thủy tinh cũng thay đổi. Hàm lượng hydroxyl tăng dẫn đến giảm độ nhớt, mật độ và chỉ số khúc xạ, đồng thời tăng hệ số hấp thụ và giãn nở hồng ngoại.
Khử hydroxyl hóa
Dựa trên hoạt động của hydroxyl trong thủy tinh thạch anh, có thể chia thành hai loại: thủy tinh thạch anh được sản xuất trong môi trường oxy hóa và thủy tinh thạch anh nóng chảy trong môi trường khử. Hydroxyl ở dạng trước khó loại bỏ bằng cách đun nóng, trong khi ở dạng thứ hai thì dễ dàng loại bỏ hơn.
Thủy tinh thạch anh được sản xuất trong môi trường oxy hóa bao gồm:
- Thủy tinh thạch anh tổng hợp: Silicon tetrachloride bị phân hủy nhiệt trong ngọn lửa hydro-oxy, với hàm lượng hydroxyl khoảng 1000-2000 ppm.
- Thủy tinh thạch anh tinh chế bằng khí: Bột thạch anh tan chảy trong ngọn lửa hydro-oxy, có hàm lượng hydroxyl 100-200 ppm.
- Thủy tinh thạch anh plasma: Bột thạch anh tan chảy trong ngọn lửa plasma, có hàm lượng hydroxyl 20-30 ppm.
- Thạch anh nóng chảy: Bột thạch anh tan chảy trong không khí, có hàm lượng hydroxyl 300-500 ppm.
Loại hydroxyl của thủy tinh thạch anh này rất khó loại bỏ bằng cách xử lý nhiệt và chỉ khử hydroxyl rõ rệt ở nhiệt độ kết tinh ở khoảng 1350 độ C.
Thủy tinh thạch anh tan chảy trong bầu không khí giảm:
Trong khí quyển hydro, hàm lượng hydroxyl là 100-200 ppm; đun nóng trên 900 độ C có thể loại bỏ hầu hết hydroxyl. Trong điều kiện helium hoặc chân không, hàm lượng hydroxyl rất thấp (dưới 5 ppm).
Hydroxyl trong thủy tinh thạch anh nóng chảy trong khí quyển hydro có liên quan đến các yếu tố sau:
- Liên quan đến đặc tính nguyên liệu thô
Một. Nước hòa tan; b. Nước tinh thể; c. Nước kẽ; b. Nước hấp phụ bề mặt; đ. Các tạp chất khí-lỏng;
2. Liên quan đến nội dung và loại tạp chất nguyên liệu thô
Một. Oxit kim loại kiềm; b. Oxit kim loại kiềm thổ; c. Oxit đất hiếm;
3. Liên quan đến tình trạng nóng chảy
Nhiệt độ; Thời gian; Bầu không khí;
4. Liên quan đến điều kiện khử hydroxyl hóa
Môi trường, mức độ chân không; Thời gian; Nhiệt độ;
Thủy tinh thạch anh nóng chảy lại được tạo ra trong môi trường oxy hóa trong môi trường hydro cho thấy không có sự thay đổi về đỉnh hấp thụ hydroxyl ở mức 2,73 micron; điều này cho thấy nhiệt độ nóng chảy không phải là nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt về hiệu suất khử hydroxyl giữa hai loại thủy tinh.
Thủy tinh thạch anh dạng bột tan chảy trong môi trường oxy hóa (kích thước hạt 0,2–0,05mm) cho thấy sự thay đổi đáng kể về đỉnh hydroxyl ở mức 2,73 micron sau khi tan chảy lại trong môi trường hydro, giúp loại bỏ hydroxyl dễ dàng hơn và hiệu suất của nó tương tự như thạch anh thủy tinh nóng chảy trong môi trường hydro. Điều này chứng tỏ rằng kích thước hạt là một yếu tố quan trọng tạo nên sự khác biệt trong quá trình khử hydroxyl.
Bột thủy tinh thạch anh hydroxyl thấp tan chảy lại trong khí quyển hydro làm tăng hydroxyl từ 3 ppm lên 100 ppm, cho thấy khí quyển hydro có thể làm tăng hàm lượng hydroxyl trong thủy tinh thạch anh. Các khối thủy tinh thạch anh có hàm lượng hydroxyl thấp tan chảy lại trong môi trường hydro cho thấy hầu như không có sự thay đổi về hàm lượng hydroxyl (3 ppm), cho thấy sự tương tác giữa hydro và thủy tinh thạch anh bắt đầu từ bề mặt (thời gian nóng chảy khoảng 30 phút).
Phương pháp hấp thụ quang phổ để tính toán hydroxyl:
Công thức tính theo GE: C = 910/T * LOG10(Ta/Tb) mm-1
- C: Hàm lượng hydroxyl (C, ppm)
- T: Độ dày (mm)
- Ta: Độ truyền qua ở bước sóng 2600 nanomet
- Tb: Độ truyền qua ở bước sóng 2730 nanomet
Công thức tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc: C = 96,5/d * LG10(Ia/I) mm-1
- C: Hàm lượng hydroxyl (ppm)
- d: Độ dày (cm)
- Ia: Khoảng cách từ đường cơ sở 2730 nm đến vạch 0 (mm)
- I: Khoảng cách từ đỉnh hấp thụ 2730 nm đến vạch 0 (mm)
Tại Ống thạch anh toàn cầu, Chúng tôi chuyên sản xuất các sản phẩm chất lượng cao. Ống thạch anh Với khả năng kiểm soát chính xác hàm lượng hydroxyl để đáp ứng các nhu cầu đa dạng của ngành công nghiệp. Để biết thêm thông tin về sản phẩm của chúng tôi và các tùy chọn tùy chỉnh, vui lòng truy cập trang web của chúng tôi tại www.globalquartztube.com hoặc liên hệ chúng tôi qua email tại contact@globalquartztube.com.
