Kvarcne čaše: značajke proizvodnje, GOST. Optički kvarcni staklo: primjena

Staklo je jedan od najstarijih materijala, koji se široko koristi u svim sferama ljudske praktične aktivnosti zbog skupa korisnih svojstava i svojstava. Tijekom svog postojanja (i to je više od 5 tisuća godina), njegova kemijska formula ostala je praktički ista, samo su njegove kvalitete promijenjene.

Kvarcno staklo

Tijekom godina ljudi su nastojali stvoriti prozirniji i otporniji na razne destruktivne čimbenike. Kao rezultat ovog svrhovitog savršenstva, pojavile su se kvarcne čaše - sasvim novi tip materijala koji oštećuju svijest. Možda je ovo staklo koje će odrediti smjer budućeg razvoja čovječanstva.Kvarcno staklo je proizvod taljenja čistog silikonskog oksida (SiO₂). Za razliku od običnog stakla, ovaj materijal je u amorfnom stanju, tj. Nema točnu točku topljenja i postupno se zagrijava od čvrstog do tekućeg stanja. U mnogim pogledima zbog ovog vrlo kvarcnog svojstva, ili silikat, staklo Pronašao je takvu široku primjenu u industriji.

Struktura kvarcnog stakla

Amorfnost materijala objašnjava se njegovom strukturom koja se temelji na tetraedru silicija i kisika. SiO molekula₂ "Povezivanje" jedni s drugima zbog međusobne privlačnosti atoma kisika.Zajedno čine trodimenzionalne rešetke, unatoč činjenici da ne postoji strog red u rasporedu molekula u odnosu jedni na druge. Zato kvarcni čaše posjeduju svojstva amorfnih materijala.

Silikatsko staklo, kao i obično, dobiva se topljenjem sirovine. Kao takav, mogu se koristiti čisti kristali od silikagela, kvarcni venski kvarc, kvarcni pijesak, kao i silicijev dioksid dobiven umjetnim sredstvima.

Razlike između kvarca i konvencionalnog stakla

Ovisno o vrsti odabranog sirovina određuju se i određena svojstva konačnog proizvoda. Dakle, za dobivanje kristalno čistog i prozirnog materijala upotrijebite kristalni kristal.

Glavna razlika između silikatnog stakla i običnog stakla je visoka točka taljenja - više od 1500 C^oko. Istodobno, silicijev oksid počinje emitirati intenzivno svjetlosno zračenje u vidljivom spektru, tj. Počinje svijetliti.

Zbog amorfne strukture sirovine, proces taljenja može trajati dosta vremena. Rastaljena smjesa ima visoku viskoznost, koja ne dopušta da se spajati ili premjestiti. To ga čini teško proizvesti kvarcno staklo s istom debljinom stjenke.

Proizvodne značajke

S obzirom na sve te značajke, proizvodnja silikatnog stakla je moguća samo na specijaliziranoj opremi. U talionicama se mora održavati visoka temperatura, a za izradu staklenih proizvoda potrebno je održavati mlaz otvorenog plamena pri temperaturi od 1800 ° C^oko i više.

Posebni zahtjevi su također nametnuti proizvodnoj sobi - ona mora biti sterilna. Mali broj stranih čestica neizbježno će dovesti do činjenice da će gotovi kvarcni čaše uskoro ispucati i izgubiti svojstva.Posebne osobine treba uživati ​​proizvodno osoblje - staklene puhare. Moraju se nositi s iznimno visokim temperaturama - jedna pogreška tijekom rada može dovesti do ozbiljnih ozljeda, opekotina.

Svi glavni alati za puhanje stakla izrađeni su od materijala otpornih na toplinu - granit, volfram, koji su, između ostalog, od velike težine. Stoga, zaposlenici moraju biti fizički jaki i izdržljivi.

Svojstva kvarcnog stakla

Silikatno staklo ima nisku električnu provodljivost, pa se često koristi kao dielektrično u složenim električnim aparatima. Glavna korisna svojstva, koja imaju kvarcne čaše, mogu se podijeliti u tri skupine:

1. Toplinska. Otpornost na visoke temperature (1200 C^oko), Visok koeficijent toplinskog širenja (15 puta veća od one običnog stakla) nego je uzrokovana otpornosti na nagle promjene temperature i značajne (za proizvodnju ledene vode hladi struju).
2. Kemijski. Staklo je kemijski neutralno, ne reagira sa svim alkalijama i kiselinama, osim fosforne i fluorovodične kiseline (reakcija počinje na temperaturi iznad 300 ° C^oko).
3. Optički. Indeks loma kvarcnog stakla je 150 puta manji od konvencionalnog stakla (br_e= 1,46). Zbog toga, besprijekorno prolazi ne samo sunčevom svjetlošću i običnom svjetlošću, već ne odgađa infracrveno ili ultraljubičasto zračenje.

Ova svojstva omogućavaju korištenje kvarcnog stakla kao građevinskog materijala, kao i za proizvodnju laboratorijskog stakla, optičkih instrumenata, električne opreme, vatrostalnog materijala otpornih na toplinu. Jedno od glavnih područja njegove primjene je proizvodnja optičkih vlakana.

Optički kvarcno staklo

Ovisno o tehnologiji koja se koristi u proizvodnji kvarcnog stakla može biti neprozirna i prozirna. U prvom slučaju, njegova će struktura sadržavati veliki broj plinskih mjehurića, koji intenzivno raspršuju svjetlost.Prozirno staklo ili kvarcno optičko staklo, kako se također naziva, je apsolutno homogeno, ne sadrži mjehuriće. Zbog ove značajke, materijal se koristi u proizvodnji optičkih kabela prijenos podataka velikim brzinama, optičke leće i prizme.

Marka i niz optičkih stakala

Postoji nekoliko robnih marki optičkih stakala: KU-1, KI i KV. Proizvodi se razlikuju po sposobnosti prijenosa vidljivih, ultraljubičastog i infracrvenog zračenja. Najpropulzniji je KI staklo - sposoban je prenositi svjetlo na valnoj duljini od 2600-2800 nm, najmanje transparentno - KV.Ovisno o korištenim sirovinama, različiti prijenosni kapaciteti mogu imati kvarcno optičko staklo. GOST 15130-86 sadrži informacije o tri serije:

• 0 - materijal koji se koristi u uobičajenim radnim uvjetima;
• 100 - staklo, otporno na ionizirajuće zračenje niske čvrstoće;
• 200 - sirovine, koje se mogu koristiti u uvjetima intenzivnog ionizirajućeg zračenja.

Izrada i niz stakla čine šifru proizvodnje. Primjenjuje se u proizvodnji i definira određenu vrstu stakla. U našoj zemlji nema jedinstvenog sustava šifriranja, stoga svako poduzeće označava svoje proizvode prema vlastitom razumijevanju.

Opseg primjene

Veliki broj različitih proizvoda proizvodi se od silikatnog stakla. Akademskih i industrijskih potreba laboratoriji kvarcnog stakla cijev, koja se koristi za mjerenje razine tekućine, proizvodnja električnih grijača, kemijskim reakcijama i skladištenja agresivne supstance.

Rasprostranjena upotreba u primljenoj proizvodnji i neprozirna stakla. Koristi se tamo gdje se kontrola tekućih proizvoda zahtijeva pri visokim temperaturama i, zbog niskih troškova, primjenjuje se posvuda.

Optičko staklo Koristi se u brodogradnji i izgradnji raketa, uglavnom za proizvodnju rasvjetnih uređaja. U petrokemijskim biljkama, ovaj materijal je cijenjen zbog velike otpornosti na kemikalije i koristi se za kontrolu agresivnih tekućina. U zrakoplovu su ostakljali kabinu, a koriste se i kao toplinska izolacija.

Proizvođači proizvode proizvode sukladno zahtjevima GOST 22291-83. Kvarcno staklo, cijevi, prozori, prizme, leće i drugi proizvodi proizvedeni su masivno i pojedinačno.