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      石英是非常特別的材料,主要用在工業和科研。具有其他材料所不具有的特性,應用在許多高科技領域。長時間的經驗和不斷研發,使新世紀石英能夠穩定的生產這種材料,革新生產技術,讓石英的特性在在應用中發揮出來。分享這些知識和經驗,讓我們的客戶更好地理解石英的加工和石英的本身。 


    特性 


    人造玻璃已經問世3500年了,石英砂與含有鈉的草木灰和 白堊的物質混合,混合物加熱到800-1000度形成玻璃,玻璃與不同的金屬氧化物混合形成不同的顏色,這種玻璃珠光高教酒杯和長頸瓶,以玻璃混合物為原料的玻璃熔點低大概600. 

    石英玻璃是玻璃的純化形式,它是由僅僅兩個元素組成的---硅和氧,由于他的高純度和微觀結構,導致了一系列的特性。 

     熱穩定性 

     低熱膨脹 

     高同質性 

     低導熱性

     極好的熱沖擊性

     高光學透過在紅外和紫外波段

     高化學電阻

     低介電損失

    由于這么多的特性,在實驗室和工業領域石英玻璃是重要的有價值的材料

    新世紀石英不僅僅提供通過各種工藝生產的各種各樣的透明石英玻璃,而且提供乳白石英玻璃。通過增加內涵氣泡透明石英玻璃變成乳白石英玻璃氣泡大小和形狀決定了乳白石英管的反射特征.

     

    石英的生產方法 


    由于初始原料不同,石英可以分為兩個不同的組如果采用天然石英作為原料,叫做熔凝石英。如果采用

    四氯化硅作為原料叫做熔融石英,生產方法去取決于原料,可分為如下方法:

     電熔法

     氣煉法

     合成法 

     電熔法

    電熔是最普遍的熔化石英砂生產石英的熔化方法,電熔的兩種方法可以分為:電弧熔化和電阻熔化爐。

    電弧熔化:兩個電極之間形成電壓。當電壓和電流足夠高,電極之間的空氣放電。電子放電也被稱為等離子,可以提供數千度的溫度,電弧在啥子的表面移動,吧表面的石英砂熔化成玻璃態。

    取決于石英顆粒的大小純度和分布,玻璃可以是乳白,透明或者半透明電弧熔化經常應用在旋轉對稱的玻璃物體,電阻加熱過程可以細分為連續過程和間斷過程。

    連續方法,石英砂從熔爐的頂端倒入,熔爐由電加熱組件纏繞金屬坩堝組成

    坩堝處于正常的大氣壓下或者低于大氣壓,防止難熔金屬氧化。在1800度規則的微晶體結構變為不規則玻璃態網狀結構,熔化的物質經過坩堝底部的成型孔,生產棒 管 片或者其他各種規格的產品

    間斷熔化法,大量的原料放置在真空爐內,四周報過耐火材料,這個方法用于生產大的單體材料。

      氣煉法

     JNC石英用氫氣和氧氣熔化無色水晶。這一流程的基本概念組成為石英砂進入高溫火焰?;鹧嬷薪Y晶顆粒熔化和熔凝狀態一起形成石英玻璃.有不同的辦法從火焰中移出。一種方法將熔融石英滴附著到石英棒上,去除石英棒,得到一個圓砣。另一種辦法可以將熔融石英收集在一個碗里,然后通過碗底部的孔,拉制熱議你想要的形狀的玻璃,如 砣 桶子 方塊。根據不同的參數,也可以生產透明和乳白砣。

     

    結構 


    乍一看,因為石英玻璃是由單一的氧化物組成,所以石英玻璃的結構和化學性能比較簡單,地殼表面的硅石內含有二氧化硅礦石,但是只有極少部分含量大于99.98% 適合作為石英玻璃的原料一般的原子結構為四面體結構,硅原子位于中心,四個氧原子環形排列在四周。這些四面體的角相互連接,形成一個三維結構。但是這些四面體在石英晶體內部,有序的排列成環形,在玻璃內部,這些網狀結構是由不規則的扭曲的環組成。

    每一種原料升高溫度都會導致原子運動增加,這樣就需要更大的空間。在這種震動下,兩個網格的反作用是不同的。在一定的溫度下,規則的網格再次排列,而不規則的網格可以吸引震動增加的原子。因為網格不可能完全被緊密的填滿,所以石英玻璃有很低的熱膨脹。

    不規則結構是任何玻璃的典型結構,不規則結構使石英玻璃不僅耐高溫,而且可以適應溫度的驟然變化。另外也有很好地可塑性

    考慮到不是過冷液體,至少從熱動力平衡這一點上,石英應該是結晶固體,而不是液體。這個事實是理解石英為什么失透的關鍵。雖然熱動力學上首選的石英玻璃是水晶,但是高粘度阻止了必要的結構重建。換句話說 快速的冷卻,分子不能快速重新排列,這樣有利于石英生產加工,但是在某種環境下,去除強制力,導致玻璃恢復到晶態。通常發生在升溫和有雜質條件下,硅氧鍵破裂,作為成核源。堿金屬(例如:鈉和鉀)是最普遍的污染物,這些污染物使石英失透。

    275度并收縮,當水晶結構遭受相變,失透現象就可以發生。

     

    化學特性 

     

    熔凝石英可以耐受絕大部分液體(金屬,溶液和酸)。氫氟酸和磷酸可以腐蝕熔凝石英。石英玻璃可以和堿金屬和堿土金屬反應,因為在升溫階段,堿金屬和間土金屬可以促進失透

    石英玻璃是由非常純的二氧化硅組成的。這個鏈上的其他元素成為雜質。雖然這些雜質成分所占的百分比非常低,但是這些雜質對石英玻璃產生重要的影響。純度是由所使用的原料決定的。污染物的產生主要來源于生產方式,處理過程。生產過程每一個階段都應該預防污染,這樣才能確保純度。

     最普遍的雜質是金屬,如:鋁 和其他,水,氯這些雜質元素主要在玻璃網格內,并且影響粘性光譜吸收電特性。他們也會影響原料的特征。

    熔融石英和熔凝石英的純度非常高,合成石英的金屬含量小于1ppm。熔凝石英雜質接近20ppm,主要污染物組成AL2O3,少部分堿金屬,Fe2O3 TiO2 mGo ZrO2

    金屬雜質主要來自于天然石英,非常謹慎的控制加工過程,可以極大的降低雜質含量,從200ppm 20ppm

    鋁是最多的雜質,取代硅原子,在石英玻璃里存在。在高溫條件下,他具有很低的活性,導致在任何生產階段都不可能去除。

     

     羥基 

     

    羥基含量

    除了有金屬雜質,熔融石英和熔凝石英也包含一些水分羥基,羥基進入石英的網格中會降低石英的粘性,因此價格低石英的耐溫點。其他的物理特性也會受到影響,如光的透過率,紅外波段形成吸收帶每一種工藝的都有其典型的羥基含量電熔羥基值最低1-30ppm 因為在真空條件下榕湖或者在負氣壓條件下熔化。退火時,濕度也可以影響羥基含量氣煉石英含有大量的羥基,因為氣煉石英使用氫氧焰熔化合成石英是通過火焰水解化學物質羥基含量大于1000ppm降低合成石英的羥基可以通過高溫氯化處理。

     

    物理特性 

    由于高純度和微觀結構,使用玻璃有更多的特性。石英玻璃的導熱率低,低膨脹系數,高的熱沖擊性,絕緣。另外還有低熱導性。石英玻璃有很高的抗拉強度,在實踐中取決于玻璃的表面條件。在拉伸力的作用下,很小的缺陷例如劃傷會導致玻璃網格結構的破裂,隨之導致玻璃的破碎熔凝石英和熔融石英是良好的絕緣體不能傳導電子可以傳導離子。玻璃網格的所有的外部離子有助于電傳導,離子的轟動性以來與電荷和電子大小溫度。隨著溫度的增加石英玻璃的電阻降低,電子的活動性增加。雜質含量越低,石英的導電性就越小。石英玻璃有可以透過很多波段的光,從0.18微米到3.5微米,在2.73微米處吸收多少取決于OH值的大小。紅外線峰的出現,由于點陣振動和玻璃的厚度。紫外線吸收峰的位置取決于玻璃網格中化學元素。

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