Trije tariedingsmetoaden fan kwartsglês mei hege suverens

Natuerlik silika glês

De earste kategory omfettet it smelten fan natuerlike stoffen kwarts kristallen of silika om natuerlik kwartsglês te produsearjen, dat fierder ûnderferdield wurde kin yn metoaden lykas ‌elektrysk smelten‌, ‌gasferbaarning‌ en ‌plasmasmelten‌ basearre op waarmteboarnen en prosessen.

Yn 'e elektryske smeltmetoade wurde poeierde kwartsgrûnstoffen yn in kroes smolten fia elektryske ferwaarming (ynklusyf wjerstânsferwaarming en elektromagnetyske ynduksjeferwaarming), folge troch in rap koelproses fan vitrifikaasje om kwartsglês te foarmjen. Tidens it smelten ûndergiet de kwartskristallstruktuer faze-oergongen fan β-kwarts nei α-kwarts, dan nei α-kristobalyt (begelaat troch de foarming fan in amorfe faze), oant it sawat 14 °C berikt, wêr't de kwartssmelt begjint te foarmjen.

Hege suverens kwartssân

It smeltproses fan kwartspoeier wurdt meastal útfierd yn in hege fakuümomjouwing (0.1~10 Pa) om it gas dat yn it proses frijkomt te ferwiderjen en de bubbelynhâld yn it kwartsglês te ferminderjen. De kwaliteit fan kwartsglês dat taret wurdt mei de elektryske smeltmetoade hinget benammen ôf fan 'e suverens fan' e grûnstoffen. Metaalûnreinheden yn kwartsgrûnstoffen binne meastal lestich te ferwiderjen, sadat de metaalûnreinheden yn fusearre kwartsglês oer it algemien heech en lestich te kontrolearjen binne. It focht yn kwartspoeier kin effektyf fuorthelle wurde troch droegjen, sadat kwartsglês mei in leech hydroxylgehalte taret wurde kin mei de elektryske smeltmetoade.

Syntetysk kwartsglês

De twadde kategory omfettet it synthesisearjen kwartsglês troch gemyske reaksjes mei silisiumhâldende ferbiningen (bygelyks halosilanen, hydrosilanen en organosilikonen) as grûnstoffen, neamd syntetysk kwartsglês. Op basis fan reaksjeprinsipes wurdt dizze kategory fierder ferdield yn trije metoaden.

1) Plasmagemyske dampôfsetting (PCVD): Silisiumhâldende ferbiningen ûndergeane termyske oksidaasje yn in wetterfrije omjouwing om SiO₂ te generearjen.

2) Flamhydrolyse-ôfsetting (FHD): Silisium-befettende ferbiningen ûndergeane hydrolyse (faak begelaat troch oksidaasje) yn in wetterstof-soerstofflam.

3)‌Sol-Gel Metoade‌: Silisiumhâldende ferbiningen ûndergeane hydrolyse yn in wetterich medium.

Under dizze is FHD de meast oannommen en folwoeksen yndustriële technology, dy't sawol direkte synteze as yndirekte synteze omfettet.

● ‌Direkte Synteze‌: Hydrolyse by hege temperatuer produseart smelte SiO₂-dieltsjes, dy't direkt op in substraat ôfset wurde en ôfkuolle wurde om kwartsglês te foarmjen.

● ‌Yndirekte synteze‌: Hydrolyse by lege temperatuer genereart roet-eftige SiO₂-dieltsjes, wêrtroch in poreus SiO₂-lichem ûntstiet. Dit poreuze lichem ûndergiet útdroeging, doping, sinterjen en ôfkuoljen om kwartsglês te krijen.

Yn yndustriële tapassingen is de meast brûkte direkte syntezemetoade Chemical Vapor Deposition (CVD). Yndirekte syntezemetoaden omfetsje oanpaste oanpakken basearre op CVD, lykas twastaps CVD, Vapor-phase Axial Deposition (VAD) en Outside Vapor Deposition (OVD).

Dizze metoaden ferskille yn tariedingsprosessen en einprodukten. Bygelyks, CVD en twa-stap CVD wurde benammen brûkt om grutte kwartsglêsblokken te produsearjen, wylst VAD en OVD benammen brûkt wurde foar it produsearjen fan kwartsglês optyske glêstriedfoarfoarmen. Nettsjinsteande dizze ferskillen binne al dizze techniken fûneminteel woartele yn 'e prinsipes fan Flame Hydrolysis Deposition (FHD).

Kwartsglês ingot

Optyske glêstriedfoarfoarm

Metoade foar termyske modifikaasje

Yn praktyske yndustriële tapassingen binne de foarmeasken fan kwartsglêsprodukten kritysk. Bygelyks wurde kwartsglêzen buizen mei hege suverens en kwartsglêzen staven in soad brûkt yn 'e healgeliederyndustry. Dêrtroch is produktferfoarming (reformearjen) fan grut belang yn 'e produksje fan kwartsglês. Op it stuit is de termyske reformearjende metoade de primêre yndustriële oanpak foar it modifisearjen fan... kwartsglês produkten. Dit giet oer it ferwaarmjen fan it kwartsglês oant it sêfter wurden en dan it feroarjen fan syn foarm neffens praktyske behoeften.

Syntetyske kwartsglêzen buis

As de temperatuer tanimt, nimt de kwartsglês De foarfoarm wurdt sêfter, wêrtroch't it troch in lûkapparaat nei ûnderen lutsen wurde kin om kwartsglêsstangen of -buizen te foarmjen. Troch de oventemperatuer en de lûksnelheid oan te passen, kinne stangen of buizen mei ferskate diameters produsearre wurde. De spoelopstelling en ovenstruktuer fan 'e elektromagnetyske ynduksjeferwaarmingsoven beynfloedzje it temperatuerferdielingsfjild binnen de oven signifikant. Yn praktyske produksje is strange kontrôle fan dit temperatuerfjild essensjeel om de kwaliteit fan 'e kwartsglêsprodukten te garandearjen.

Kwartsglêzen stangen en kwartsglêzen buizen

(Ûnderdielen op 'e ôfbylding: 1-kwartsglêzen memstang; 2-ferwaarmingselemint; 3-kwartsglêzen stang; 4-kwartsglêzen membuis; 5-ynduksjespoel; 6-kwartsglêzen buis; 7-trekker)