Kvarts briller: egenskaper av produksjon, GOST. Quartz optisk glass: applikasjon

Glass er et av de eldste materialenesom er mye brukt på alle områder av menneskelig praksis på grunn av et sett med nyttige egenskaper og egenskaper. I løpet av eksistensen (som er mer enn 5 tusen år) har dens kjemiske formel holdt seg praktisk talt den samme, bare kvalitetene har endret seg.

Kvartsglass

I mange år har mennesket forsøkt å skapeglass er mer og mer gjennomsiktig og motstandsdyktig mot forskjellige destruktive faktorer. Som et resultat av denne målrettede forbedringen har kvartsglass dukket opp - en helt ny type materiale med egenskaper som forbløffer sinnet. Kanskje er det dette glasset som vil bestemme retningen for menneskehetens videre utvikling.

Kvartsglass er et smelteprodukt av rent silisiumoksid (SiO₂).I motsetning til vanlig glass er dette materialet i en amorf tilstand, det vil si at det ikke har et eksakt smeltepunkt, og når det blir oppvarmet, går det gradvis fra fast til flytende tilstand. I stor grad på grunn av denne egenskapen, kvarts eller silikat, har glass funnet en så utbredt bruk i industrien.

Struktur av kvartsglass

Materialets amorfe natur forklares med dets struktur, som er basert på silisium-oksygen tetraeder. SiO-molekyler₂ "Bind" til hverandre på grunn av den gjensidige tiltrekningen av oksygenatomer.

Sammen danner de tredimensjonale nettverk, til tross for at det ikke er noen streng orden i ordningen av molekyler i forhold til hverandre. Derfor har kvartsbriller egenskapene til amorfe materialer.

Silikatglass, som vanlig glass, oppnås vedsmelting av råmaterialet. Som sådan kan rent silisiumdioksyd brukes - bergkrystall, venekvarts, kvartssand, så vel som kunstig oppnådd silisiumoksid.

Forskjeller mellom kvartsglass og vanlig

Avhengig av valgt råmateriale bestemmes også noen egenskaper for sluttproduktet. Så, for å oppnå et krystallklart og gjennomsiktig materiale, brukes rhinestone.

Hovedforskjellen mellom silikatglass og vanlig glass er dets høye smeltepunkt - mer enn 1500 ° C^omtrent... I dette tilfellet begynner silisiumoksyd å avgi intens lysstråling i det synlige spekteret, det vil si at det begynner å gløde.

På grunn av den amorfe strukturen til råmaterialet, smelteprosessenkan fortsette i lang tid. Den smeltede blandingen har høy viskositet, som ikke tillater at den blir stablet eller flyttet. Dette gjør det vanskelig å produsere kvartsglass med samme veggtykkelse.

Produksjonsfunksjoner

Med tanke på alle de oppførte funksjoneneproduksjon av silikatglass er kun mulig på spesialutstyr. Smelteverk må holde høy temperatur, og for å lage glassprodukter er det nødvendig å opprettholde en strøm av åpen flamme ved en temperatur på 1800 C^omtrent og høyere.

Det er spesielle krav tilindustrielle lokaler - det må være sterilt. En ubetydelig mengde fremmede partikler vil uunngåelig føre til at de ferdige kvartsglassene snart vil sprekke og miste egenskapene.

Ansatte må også ha spesielle egenskaperproduksjon - glassblåsere. De må takle ekstremt høye temperaturer - en feil under operasjonen kan føre til alvorlige personskader, forbrenninger.

Alle større glassblåseverktøy er produsertfra varmebestandige materialer - granitt, wolfram, som blant annet er tunge. Derfor må de ansatte være fysisk sterke og motstandsdyktige.

Egenskaper i kvartsglass

Silikatglass har lav ytelseelektrisk ledningsevne, så det brukes ofte som et dielektrikum i komplekse elektriske apparater. De viktigste nyttige egenskapene som kvartsglass har kan deles inn i tre grupper:

1. Termisk. Motstand mot høye temperaturer (1200 ° C)^omtrent), høy koeffisient for termisk ekspansjon(15 ganger høyere enn vanlig glass), som bestemmer motstanden mot skarpe og betydelige temperatursvingninger (i produksjonen blir produktene avkjølt med en stråle med isvann).
2. Kjemisk. Glass er kjemisk nøytralt, reagerer ikke med alle baser og syrer, bortsett fra fosforsyre og flussyre (reaksjonen begynner ved temperaturer over 300 C^omtrent).
3. Optisk. Brytningsindeksen til kvartsglass er 150 ganger lavere enn vanlig glass (n_e= 1,46). Takket være dette overfører den feilfritt ikke bare sollys og vanlig lys, men blokkerer heller ikke infrarød eller ultrafiolett stråling.

Alle disse egenskapene tillater bruk av kvartsglass som byggemateriale, samt for produksjon av laboratorieglass, optiske instrumenter, elektrisk utstyr, varmebestandige ildfaste materialer. Et av hovedområdene for anvendelsen er produksjon av optiske fibre.

Optisk kvartsglass

Avhengig av brukt i produksjonenteknologi kvartsglass kan være ugjennomsiktig og gjennomsiktig. I det første tilfellet vil et stort antall gassbobler være tilstede i strukturen, som intensivt sprer lys.

Gjennomsiktig glass eller kvartsglassoptisk, som det også kalles, er helt homogen, inneholder ikke bobler. På grunn av denne funksjonen brukes materialet til produksjon av høyhastighets optiske kabler, optiske linser og prismer.

Optiske glassmerker og serier

Det finnes flere merker av optisk glass:KU-1, KI og KV. Produktene er forskjellige i deres evne til å overføre synlig, ultrafiolett og infrarød stråling. Det mest transparente glasset er KI - det er i stand til å overføre lys ved en bølgelengde på 2600-2800 nm, det minst gjennomsiktige er KV.

Avhengig av råvarene som brukes, kan kvartsoptisk glass ha forskjellige lystransmisjoner. GOST 15130-86 inneholder informasjon om tre serier:

• 0 - materiale brukt under normale driftsforhold;
• 100 - glassbestandig mot ioniserende stråling med lav styrke;
• 200 - råvarer som tillates brukt under forhold med intens ioniserende stråling.

Merket og serien av glass danner produktkoden.Den brukes i produksjonen og bestemmer den spesifikke glasstypen. I vårt land er det ikke noe enkelt krypteringssystem, så hvert selskap utpeker sine produkter i henhold til sin egen forståelse.

anvendelsesområde

Silikatglass brukes til å lage storten rekke produkter. I vitenskapelige og industrielle laboratorier er kvartsglassrør etterspurt, som brukes til å måle væskenivået, lage elektriske oppvarmingsenheter, gjennomføre kjemiske reaksjoner og lagre aggressive stoffer.

Det er mye brukt i produksjon ogugjennomsiktig glass. Den brukes uansett hvor det er nødvendig å kontrollere flytende produkter ved høye temperaturer, og på grunn av lave kostnader brukes den universelt.

Optisk glass brukes i skip ograkettvitenskap, hovedsakelig for produksjon av belysningsenheter. I petrokjemiske planter er dette materialet verdsatt for sin høye motstandsdyktighet mot kjemikalier og brukes til å kontrollere etsende væsker. I fly er de glassert i cockpiten, og brukes også som varmeisolasjon.

Produsenter produserer produkter i samsvar med kravene i GOST 22291-83. Kvartsglass, rør, vinduer, prismer, linser og andre produkter produseres både i bulk og individuelt.