石英玻璃在1013.5Pa·s时为应变点,电熔管此点温度为1122℃,此温度保温4h,应力大部分消除;1012.2Pa·s时为退火点,电熔管此点温度为1215℃,在此温度保持15min,应力大部分消除。石英玻璃热加工产品常常存在应力,可在此温度退火(消除应力),退火的冷却速度;速度25mm以下产品每小时下降100℃。
小表一为美国GE公司各种电熔连熔管和电弧法坩埚高温黏度值。美国石英管采用电熔连熔工艺生产,坩埚采用电弧法工艺生产。中国高纯型连熔管和电弧法坩埚的黏度值与美国相同。资料来源于美国通用电气公司。电熔连熔石英高温黏度值见图一。
不同工艺生产的石英玻璃因为羟基含量不同,金属杂质含量不同、掺杂量不同,典型温度点(应变点、退火点、软化点)值也略有不同,列于表二。透明石英玻璃的熔制温度、加热工温度以及使用温度建议值列于表二内。气炼石英玻璃和合成石英玻璃的高温黏度如图二所示。
表一:各种型号电熔石英玻璃的高温黏度值
温度/℃ |
lg黏度/Pa·s |
|||
510坩埚 (电弧法) |
214型 (标准型) |
219型 (无臭氧管) |
254型 (UV管) |
|
1100 |
13.7 |
13.88 |
13.75 |
13.11 |
1200 |
12.0 |
12.22 |
12.28 |
11.66 |
1300 |
10.5 |
10.76 |
10.98 |
10.38 |
退火点/℃ |
1200 |
1215 |
1204 |
1163 |
应变点/℃ |
1100 |
1122 |
1106 |
1066 |
表二:各种工艺生产的透明石英玻璃典型温度点温度值
lg黏度/Pa·s |
性能 |
气炼工艺水晶原料 |
电熔连熔工业 |
氢氧焰制合成石英 |
||
水晶原料 |
无臭氧 |
UV管 |
||||
13.5 |
应变点/℃ |
1075 |
1122 |
1106 |
1066 |
1025 |
12.2 |
退火点/℃ |
1190 |
1215 |
1204 |
1163 |
1130 |
6.6 |
软化点/℃ |
1760 |
1730 |
1720 |
1700 |
1600 |
5.1~4.7 |
熔制温度/℃ |
1900~2000 |
||||
5.8~5.6 |
热加工温度/℃ |
1780~1820 |
||||
使用温度 |
长期使用1100℃;短期使用1300℃;瞬间使用2500℃ |
石英玻璃中羟基为非金属杂质,使其含量降低从而降低耐温性,真空电熔羟基含量(6~8)×10-6,连熔管经过脱羟,含量可从160×10-6降到小于5×10-6。气炼管羟基含量(240~220)×10-6,耐温性比电熔管下降20℃左右,合成石英玻璃(氢氧焰工艺)羟基含量高达1200×10-6,乃卫星下降70℃。
JC/T597-95规定,石英管在1200℃±10℃下保温24h,直径方向的软化变形率,在直径小于120mm时应小于4%,直径大于120mm时应小于6%。
改进高温下石英玻璃下垂弯曲变形的措施;增加石英玻璃的厚度和减少石英玻璃中羟基的含量,能提高石英玻璃下弯曲变形的耐温性能,抵抗石英玻璃高温下垂变形的能力,实验证明石英管高温下下垂弯曲变形速度与厚度有关系,通常壁厚增加一倍,相同变形量的时间增加3倍。例如1200℃,直径135mm、壁厚2mm的石英管变形10mm的时间为25h;壁厚4mm的石英管变形10mm所需时间为80h,壁厚6mm的石英管变形10mm所需时间为175h。石英管高温下变形速度同时与石英管直径有关,直径越小,变形量越小。例如在1200℃下,保温40h,直径100mm的石英管变形2.5mm,而直径165mm的石英管在相同条件下高达19mm。图三河图四为电熔石英管不通直径和不同壁厚,高温下变形量与时间的关系。
天津锦泰玻璃为您提供:耐高温玻璃、耐高温高压玻璃、锅炉视镜、观火镜玻璃、高温玻璃管、锡炉测试玻璃、高压视镜、耐高温密封胶、耐高温玻璃胶等产品
版权所有 © 天津锦泰特种玻璃科技有限公司 备案:津ICP备11001434号-2