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                            石英玻璃品種、用途及工藝方法

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                            石英玻璃品種、用途及工藝方法

                            發布日期:2015-08-19 15:40 來源:http://www.pinocart.com 點擊:

                                大口徑石英管
                               石英玻璃有透明和不透明石英玻璃兩種,透明和不秀明石英玻璃是工業和科研使用的最有經濟價值的材料。其制造(采用熔煉方法)所用的原料為水晶或高純、超高純石英砂(透明石英玻璃)和白色石英砂(不透明石英玻璃)。這兩種原料都存在于自然界,它的成份為最純的SiO2所組成。 

                                石英玻璃和水晶具有相同的化學成份,但在結構上大不相同。一個是玻璃態,另一個是晶態。水晶經不起高溫熱沖擊,它遇高溫就會破裂并轉化成其它晶體變態,而石英玻璃經得起極高溫的沖擊。制造透明石英玻璃和不透明石英玻璃要求在高溫下進行,因為結晶SiO2在1713℃以上才能熔化。 
                                石英玻璃概述 
                                石英玻璃在國外已有160多年歷史,1839年法國人首先用氫氧燃燒火焰熔化石英制造石英玻璃,1902年英國人用石墨棒通電獲得高溫(稱為單棒電熔爐)制造石英玻璃,二十世紀40年代發明了電熔連熔爐,50年代隨著半導體技術和新型電光源的發展(急需大量石英玻璃),石英玻璃才迅速發展起來。因為石英玻璃的生產技術難度大,直到目前能夠大量生產石英玻璃的國家僅有美國、德國、法國、日本、英國、中國等少數國家。我國石英玻璃研究始于1957年,在中華人民共和國成立之前是空白。1956年國家制定12年科技發展規劃,要求發展國防急需的57項重點研究任務,解決二彈一星用的新型高性能材料,為研究原子彈、導彈、人造衛星做好物質準備。石英玻璃是第26項和第40項任務書中指定要研究的內容,任務是下達給當時的國家建筑材料綜合研究所。我國石英玻璃的發展大體可分為5個階段:1957—1961年為開創階段,以研究工藝制造方法為主;1962—1966年為形成產業階段,在此期間完成很多軍工任務,民品產量和質量也有很大提高,已初步形成產業;1978—1988年為改革創新時期,高新技術用石英玻璃,如:大規模集成電路用高純耐高溫石英玻璃管、高純涂層坩堝、電弧法坩堝、光通信用石英玻璃、激光用石英玻璃等都是這一時期研究并大量生產的;1989—2000年為引進國外先進技術、技術創新、增加品種和產量等大發展時期,最為突出的是東??h發展成為電光源用石英玻璃生產基地,年產石英玻璃達6000噸(其中優質品2000余噸),質量極大的提高,成本幾倍的下降,技術裝備顯著的改進。 
                                 40余年來,石英玻璃的發展速度比較快,以生產透明石英玻璃管為例:1975年產量172噸,31個工廠需要用60多臺電阻爐生產,管子質量很差(相當于現在的廢品管),現在2臺連熔爐就可以年生產近200噸,到2000年,透明石英玻璃管的年產量達7000噸(其中優質產品達3500噸),25年增長了近40倍。 
                                石英玻璃的性能 
                                石英玻璃被人們稱為“玻璃王”,因為它具有一系列特殊的物理、化學性能。
                                石英玻璃的化學成份 
                                石英玻璃的化學成份是SiO2單一組份,通常也稱為純度。 
                                照明石英玻璃     
                                半導體工業用石英玻璃    
                                石英玻璃熱學性能 
                                1. 耐溫性     
                                2. 熱穩定性     
                                3. 石英玻璃在高溫時的揮發量     
                                4.比熱和導熱系數      
                                5. 石英玻璃的結晶性能(也稱析晶性能或失透性能)     
                                6. 石英玻璃的高溫變色性     
                             
                                以上所述的石英玻璃性能是透明石英玻璃,其他品種石英玻璃(乳白石英玻璃、石英陶瓷、不透明石英玻璃、石英棉、石英纖維等等)都還有其各自的特殊性能。 
                            3. 石英玻璃的主要品種和用途 
                                石英玻璃的品種和用途是密切相關的,用戶根據石英玻璃的特性,要求制造他需要的石英玻璃,便產生了石英玻璃的品種,新的品種又提高了石英玻璃的性能和質量,促進了石英玻璃行業的發展。各行各業幾乎都用石英玻璃,但是因為石英玻璃制品工藝復雜,原料價格貴,造成石英玻璃價格也貴,限制了石英玻璃的大量使用。這里簡要介紹石英玻璃的主要品種和用途。 
                                放電管類用石英玻璃 
                                透明石英玻璃由于具有從紫外區到紅外區優良的光透過性和耐熱性,所以廣泛使用于水銀燈、超高壓水銀燈、氙燈、紫外線燈、碘鎢燈、鹵素燈、氣體激光用燈、金屬鹵化物燈等電光源,它是中國石英玻璃的第一大用戶,外國是第二大用戶(第一大用戶是半導體技術),首要任務是提高質量,爭取多出口。 
                                半導體工業(電子工業)用石英玻璃 
                                紅外線加熱器類用石英玻璃 
                                用不透明石英玻璃(乳白石英玻璃)制造紅外線加熱器、取暖器、晶體加熱器等,年消耗乳白石英玻璃管近千噸。主要用于電鍍液加熱、酸加熱、家庭取暖、鋼化玻璃的加熱等,工業上(自行車、汽車等)油漆烘烤的烘道,食品、造紙、紡織工業的烘道等。 
                                3.4. 各種耐酸容器類石英玻璃 
                                由于優越的耐酸性和耐熱性,在化學工業領域得到廣泛利用。如合成鹽酸裝置;高溫酸性氣體的燃燒,冷卻和引導裝置;酸性溶液的蒸發、冷卻、吸收和貯藏裝置、蒸餾水、鹽酸、硫酸、硝酸類的制造裝置;氯化反應容器;蒸餾塔充填物,蒸汽加熱攪拌裝置;耐酸閥門;過濾板等。  
                            3.5. 電絕緣用石英玻璃 
                                石英玻璃因為有優良的電絕緣性和耐熱性,用于科垂爾靜電集成器、高頻和各種電計器絕緣材料,發電廠鍋爐液位管,高壓絕緣管類等。 
                                各種燒成用石英玻璃容器 
                                由于石英玻璃是沒有污染的純燒成物,所以可作為熒光體物質的燒成容器和各種杯、盤使用等。 
                                保護管類石英玻璃 
                                石英玻璃廣泛用于一般溫度計的保護管類;另外,也可作浸沒高溫計保護管和制鋼的溫度測定不可缺少的材料。 
                                冶金工業用石英玻璃 
                                石英玻璃由于耐熱性特別優良,可作平爐,高爐的氧、碳等分析用試樣采取管類;煉鋼連注連軋出鋼水口用石英玻璃;貴重金屬、黃金、白金冶煉用石英玻璃;有色金屬冶煉(鋁及合金、易熔金屬蒸發罐)等用石英玻璃。 
                                爐芯管類石英玻璃 
                                石英玻璃由于有優良的電性能、耐熱性和氣密性,可作為電爐、氣體爐、高頻爐等的爐芯管和外管,也可用于空氣,各種氣體和真空爐。 
                                各種理化儀器用石英玻璃 
                                由于石英玻璃有很多優良的特性,可用于膨脹儀、熱天平、電氣計測器、彈簧天平、地震儀等的零件,燒瓶、燒杯、蒸發皿、坩堝、舟、硫黃定量裝置、冷凝器等的分析用具,分光光度計用吸收容跑龍套等各種理化實驗用品。 
                                光學類石英玻璃 
                                因為石英玻璃有很高的紫外線透過性、耐熱性和低膨脹性等可用于紋影照像用窗玻璃,耐熱用透鏡和窗玻璃,反射望遠鏡用反射鏡、棱鏡,氣體激光器用窗玻璃,光學標準用等。另外因為石英玻璃不含SiO2以外的成分,所以可作為光學玻璃熔融用坩堝和管使用。 
                                光通訊及高新技術用石英玻璃 
                                世界80%的信息業務由光纖傳輸,光纖產業的發展更具戰略意義,發展光纖離不開石英玻璃,因為光纖就是石英玻璃纖維,生產石英玻璃纖維需要石英玻璃預制棒和石英玻璃包皮管,由于此類石英玻璃純度要求特別高,德國賀利氏公司生產專用產品Heralux—WG級石英玻璃管,每公斤達3500元人民幣。我國生產光纖大量使用外國進口管。另外還有生物工程、光通信技術、原子能技術、激光技術、航空技術、航天技術等高技術領域均需要用石英玻璃。石英玻璃就好比做菜的味精,用量不算大,但非常廣泛,各行業均不能缺少它。石英玻璃屬于很重要的新材料,社會經濟效益很大。 
                            4.石英玻璃的主要生產工藝  
                              1、單棒電熔爐工藝   
                              2、真空電阻爐及真空加壓爐工藝    
                              3、電熔連熔爐工藝     
                              4、氫氧氣煉工藝    
                              5、電弧法工藝     
                              6、氣擔沉積工藝     
                              7、二步法工藝     
                              8、摻雜工藝     
                              9、石英玻璃的熱加工技術     
                             10、等離子無接觸氣煉工藝 

                            相關標簽:大口徑石英管,宏偉石英

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