1. Термооптические и теплофизические характеристики

1.1 Коэффициент линейного расширения а средний для интервала температур от 293 до 1273 К

Температура
К (°С)
a*107,
К1
Температура
К (°С)
a*107,
К1
Температура
К (°С)
a*107,
К1
231 (-60) 2,0 573 (300) 5,9 873 (600) 5,6
323 (50) 4,0 623 (350) 5,8 923 (650) 5,5
373 (100) 5,0 673 (400) 5,8 973 (700) 5,4
423 (150) 5,5 723 (450) 5,8 1023 (750) 5,3
473 (200) 5,6 773 (500) 5,7 1073 (800) 5,2
523 (250) 5,7 823 (550) 5,7

1.2 Температура отжига, К (°С)

Марка стекла Нижняя (соответствует
вязкости 1013 = Па.с)
Верхняя (соответствует
вязкости 1012 Па.с)
KB 1363(1090) 1453(1180)
КУ-2 1343(1070) 1443(1170)

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

1.3. Температура начала деформации (соответствует вязкости 1010 Па.с)

Марка стекла Температура деформации К (°С)
KB 1613(1340)
КУ-2 1603(1330)

1.4. Температура размягчения (соответствует вязкости 10

Па.с)

Марка стекла Температура размягчения К (°С)
KB 1973(1700)
КУ-2 1993(1720)

Классификация и тонкости производства

В зависимости от наличия пузырьков размером от 0,03 до 0,3 мкм в структуре материала различают: прозрачные (посторонних примесей не более 0,0001—0,00001%) и непрозрачные кварцевые стёкла (с содержанием оксида железа не более 0,02%). Кроме того, существует более подробная классификация материалов из прозрачных стекломасс:

  • Технический – прочный аналог.
  • Оптический – наделён высоким показателем светопропускания и химической чистоты. Подразделяется на 3 серии: для работы в обычных условиях (маркируется цифрой 0), при незначительном ионизирующем излучении (100) и для работы в условиях агрессивного излучения (маркируется числом 200).
  • Легированный – со специальными добавками в составе.
  • Особо чистый – материал с высоким уровнем гомогенности, без примесей и пузырьков газа.
  • Кварцевая керамика – наделена защитой от радиоизлучений, кислот и высоких температур.

Заготовки из SiO2 имеют форму пластин, плит, а также овальных или круглых дисков.

Полное описание процесса создания заготовок или листов из кремнезёма займёт много места, поэтому осветим эту тему вкратце.

Предлагаем ознакомиться  Месторождения торфа в россии – торфяная промышленность

Кварцевое стекло

Непрозрачное стекло получают путём плавления обогащённого песка (после промывки и вакуумного обезвоживания) в электрических печах с нагревателями из графита или угля. Формирование заготовок может проходить как внутри печи, так и вне её. После этого осуществляется обжиг, очистка и механическая обработка.

Прозрачное стекло получают путём плавления сырья в газовых, вакуумных индукционных или в электрических вакуум-компрессионных печах. Также применяются водородно-кислородные горелки. В некоторых случаях, когда требуется тщательнейшая очистка, сырьё очищается путём перевода кремнезёма в тетрафторид кремния, после чего при помощи воды осуществляется разложение на два производных химических элемента: фтороводород и, соответственно, диоксид кремния.

В зависимости от назначения, сырья и способа изготовления трубки из кварца (ТК) маркируют различными буквами:

  • Г – созданные газоплазменным способом.
  • А – из горного хрусталя.
  • Э – электротермическим методом.
  • Б – из гранулированного кварца.
  • О – создание происходит в одну стадию.
  • Д – производство осуществляется в две стадии.

Мы готовы пойти навстречу нашим клиентам и выполнить индивидуальные заказы!

Процесс производства кварцевого стекла состоит из нескольких технологических этапов:

  • 1.    Вначале подготавливается сырье. Для этого горный хрусталь, кремнезем, кварцевый песок для стекла, а иногда и битые изделия, тщательно измельчают до порошкового состояния. Делается это при помощи пресса, который под давлением крошит все перечисленные компоненты, которые складываются в общую емкость.
  • 2.    Далее происходит плавление порошка в специальных печах, с присутствием во внутренней камере графитового тигля. Используются исключительно электрические печи и безвоздушное пространство, чтобы ничего лишнего не опало в состав.
  • 3.    Далее расплавленная масса проходит процедуры стабилизации и охлаждения под соответствующим давлением. Это позволяет ему набрать необходимые свойства.
  • 4.    После этого следует процесс контроля качества и отправка изделия на склад. В дополнительной закалке или обработке стекло уже не нуждается.

Несмотря на простоту процесса, требуется тщательное соблюдение всех условий. Нарушение может привести к сбою всего механизма, и тогда придется отправлять полученный продукт на утилизацию. Разнообразные изделия из кварцевого стекла используются в основном в химических лабораториях.

Этому способствует высокая стойкость к агрессивным средам, что дает возможность проводить различные опыты и хранить опасные вещества с минимальным риском их утечки. Также небольшие вставки из стекол данного типа применяют при производстве линзы Френеля. В качестве сырья может входить в состав огнеупорных строительных материалов.

Предлагаем ознакомиться  Цвет цитрин фото

Особенности и области применения

Трубки и стержни из кремнезёма являются незаменимыми изделиями в химической промышленности, поскольку аналогов такому материалу найти практически невозможно. Данные элементы ценят за характеристики: диэлектрическая сопротивляемость, устойчивость к кристаллизации и перепадам температур, высокая светопропускаемость, а также низкое сопротивление ультрафиолетовым и инфракрасным лучам, стойкость ко многим сильным кислотам, стерильность и термостойкость (до 1250 оС), а также устойчивость к потемнению.

Продукция из кремнезёма, как правило, не поддаётся резке, в отличие от аналогичных товаров из классических стекломасс. Однако такие изделия можно шлифовать, сверлить или резать вращающимися карборундовыми или алмазными дисками.

Создание трубок из кремнезёма относится к волоконной оптики, но помимо этой области данные элементы находят практическое применение и в других сферах:

  • Производство лабораторного оборудования.
  • В металлургии.
  • В торговле, промышленности и строительстве (полочки, столешницы, остекление дверей, перегородок и витрин).
  • При создании котельного оборудования.
  • Для изготовления кремниевых пластин и высокотемпературных устройств.
  • Для элементов электронагревательных приборов.

Трубки также подразделяются на определённые виды. Они могут содержать примеси церия, окиси титана или низким содержанием гидроксила.

Кварцевое стекло может служить сырьём для изготовления многообразных товаров: муфелей, стеклобруса, линз, термопар, лабораторного оборудования, иллюминаторов и смотровых стёкол, предметов интерьера, стекловолокна, призм, посуды и сувенирной продукции.

Цена зависит от качества товара и производителя. Стоимость продукции компании «Русский дом» доступна практически каждому клиенту, который желает приобрести розничную или оптовую партию. Мы предоставляем выгодные скидки!

Возможность использования материала для той или иной цели определяется его техническими характеристиками. Именно благодаря знанию этих значений можно делать осознанный выбор. В принципе, данный тип материала имеет очень узкую направленность, поэтому многие потребители вообще не знают, что он из себя представляет. В этом нужно разбираться лишь химикам и рабочим, занятым в непосредственном изготовлении продукции.

Предлагаем ознакомиться  Аквамарин камень: [фото, свойства и характеристики]

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Свойства кварцевого стекла несколько отличаются от стандартных:

  • –    обладает минимальным преломлением среди всех стекол на основе оксида кремния, соответственно имеет самое лучшее светопропускание;
  • –    обладает отличной термической стойкостью, недоступной другим стеклам;
  • –    проявляет диэлектрические свойства, так что может служить изолятором.

Виды стекла

Существует две разновидности, непрозрачное и прозрачное кварцевое стекло. Этот параметр определяется количеством газовых пузырьков в структуре материала. Чем их будет больше, тем меньше прозрачность. В ходе плавления контролировать процесс их образования невозможно, поэтому конечный результат зависит только от выбора сырья.

Например, оптическое кварцевое стекло получают плавлением исключительно чистого горного хрусталя без добавления другого сырья. На выходе получается однородное стекло вообще без видимых признаков наличия пузырьков газа в своей структуре.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Цена кварцевого стекла зависит от типа изделия. В листовом видео оно не продается по причине отсутствия такой необходимости. Что касается продукции из стекла, то стоит она в районе тысячи рублей.

Химический состав

Наименование примесей Массовая доля примесей, ррm
Серебро (Ag) 0,005
Алюминий (Al) 15
Кальций (Ка) 2,0
Кобальт (Со) 0,1
Медь (Cu) 0,005
Железо (Fe) 1,0
Калий (К) 0,4
Литий (Li) 0,25
Магний (Mg) 0,5
Марганец (Mn) 0,01
Натрий (Na) 0,05
Никель (Ni) 3,8
Олово (Sn) 0,05
Титан (Ti) 0,1