Cufere de cuarț: caracteristici de producție, GOST. Cuarț optic din cuarț: aplicație

Sticla este unul dintre cele mai vechi materialecare este utilizat pe scară largă în toate sferele practicii umane datorită unui set de calități și proprietăți utile. În timpul existenței sale (care este mai mare de 5 mii de ani), formula sa chimică a rămas practic aceeași, doar calitățile sale s-au schimbat.

Pahar de cuarț

De mulți ani, omul s-a străduit să creezesticla este din ce în ce mai transparentă și rezistentă la diferiți factori distructivi. Ca urmare a acestei îmbunătățiri intenționate, a apărut sticla de cuarț - un tip complet nou de material cu caracteristici care uimesc mintea. Poate că acest pahar va determina direcția dezvoltării ulterioare a omenirii.

Sticla de cuarț este un produs de topire a oxidului de siliciu pur (SiO₂).Spre deosebire de sticla obișnuită, acest material se află într-o stare amorfă, adică nu are un punct de topire exact și, atunci când este încălzit, trece treptat de la un solid la unul lichid. În mare parte datorită acestei proprietăți, cuarțul sau silicatul, sticla a găsit o utilizare atât de răspândită în industrie.

Structură din sticlă de cuarț

Natura amorfă a materialului se explică prin structura sa, care se bazează pe tetraedrele siliciu-oxigen. Molecule de SiO₂ „Legați-vă” unul de celălalt datorită atracției reciproce a atomilor de oxigen.

Împreună formează rețele tridimensionale, în ciuda faptului că nu există o ordine strictă în aranjarea moleculelor una față de cealaltă. De aceea ochelarii din cuarț au proprietățile materialelor amorfe.

Sticla de silicat, ca și sticla obișnuită, se obține printopirea materiei prime. Ca atare, se poate folosi silice pură - cristal de rocă, cuarț venos, nisip de cuarț, precum și oxid de siliciu obținut artificial.

Diferențele dintre sticla de cuarț și cea obișnuită

În funcție de tipul de materie primă selectat, sunt determinate și unele proprietăți ale produsului final. Deci, pentru a obține un material clar și transparent, se folosește strasuri.

Principala diferență dintre sticla silicatată și sticla obișnuită este punctul său de topire ridicat - mai mult de 1500 С^despre... În acest caz, oxidul de siliciu începe să emită radiații luminoase intense în spectrul vizibil, adică începe să strălucească.

Datorită structurii amorfe a materiei prime, procesul de topirepoate continua un timp considerabil. Compoziția topită are o vâscozitate ridicată, ceea ce nu permite să fie îngrămădită sau mutată. Acest lucru face dificilă fabricarea sticlei de cuarț cu aceeași grosime a peretelui.

Caracteristici de producție

Având în vedere toate caracteristicile enumerateproducerea sticlei de silicat este posibilă numai pe echipamente specializate. Topitorii trebuie să mențină o temperatură ridicată, iar pentru a crea produse din sticlă, este necesar să se mențină un jet de flacără deschisă la o temperatură de 1800 C^despre și mai mare.

Există cerințe speciale pentruzona de producție - trebuie să fie sterilă. O cantitate mică de particule străine va duce inevitabil la faptul că paharele de cuarț finite se vor sparge în curând și își vor pierde proprietățile.

Angajații ar trebui să aibă și calități speciale.producție - suflante de sticlă. Trebuie să facă față temperaturilor extrem de ridicate - o greșeală în timpul lucrului poate duce la răniri grave, arsuri.

Toate instrumentele majore de suflare a sticlei sunt fabricatedin materiale rezistente la căldură - granit, tungsten, care, printre altele, sunt grele. Prin urmare, angajații trebuie să fie puternici din punct de vedere fizic și rezilienți.

Proprietăți de sticlă de cuarț

Sticla cu silicat are performanțe reduseconductivitate electrică, deci este adesea folosit ca dielectric în aparatele electrice complexe. Principalele proprietăți utile pe care le au ochelarii de cuarț pot fi împărțite în trei grupe:

1. Termic. Rezistență la temperaturi ridicate (1200 С^despre), coeficient ridicat de dilatare termică(De 15 ori mai mare decât cea a sticlei obișnuite), care determină rezistența la fluctuații puternice și semnificative de temperatură (în producție, produsele sunt răcite cu un jet de apă cu gheață).
2. Chimic. Sticla este neutră chimic, nu reacționează cu toți alcalii și acizii, cu excepția acidului fosforic și fluorhidric (reacția începe la temperaturi peste 300 C^despre).
3. Optic. Indicele de refracție al sticlei de cuarț este de 150 de ori mai mic decât cel al sticlei obișnuite (n_e= 1,46). Datorită acestui fapt, transmite impecabil nu numai lumina soarelui și lumina obișnuită, dar, de asemenea, nu blochează radiațiile infraroșii sau ultraviolete.

Toate aceste proprietăți permit utilizarea cuarțuluisticla ca material de construcție, precum și pentru producția de sticlărie de laborator, instrumente optice, echipamente electrice, materiale refractare rezistente la căldură. Una dintre principalele domenii de aplicare a acestuia este fabricarea fibrelor optice.

Sticlă optică de cuarț

În funcție de cele utilizate în producțietehnologia sticlei de cuarț poate fi opacă și transparentă. În primul caz, un număr mare de bule de gaz vor fi prezente în structura sa, care dispersează intens lumina.

Sticlă transparentă sau sticlă de cuarțoptic, așa cum se mai numește, este absolut omogen, nu conține bule. Datorită acestei caracteristici, materialul este utilizat la producerea de cabluri optice de mare viteză, lentile optice și prisme.

Marci și serii de sticlă optică

Există mai multe mărci de sticlă optică:KU-1, KI și KV. Produsele diferă prin capacitatea lor de a transmite radiații vizibile, ultraviolete și infraroșii. Cea mai transparentă sticlă este KI - este capabilă să transmită lumina la o lungime de undă de 2600-2800 nm, cea mai puțin transparentă este KB.

În funcție de materiile prime utilizate, sticla optică de cuarț poate avea diferite transmisii de lumină. GOST 15130-86 conține informații despre trei serii:

• 0 - material utilizat în condiții normale de funcționare;
• 100 - sticlă rezistentă la radiații ionizante cu rezistență redusă;
• 200 - materii prime care pot fi utilizate în condiții de radiații ionizante intense.

Marca și seria de sticlă formează codul produsului.Se aplică în producție și determină tipul specific de sticlă. În țara noastră, nu există un singur sistem de criptare, astfel încât fiecare întreprindere își desemnează produsele în conformitate cu propria înțelegere.

sfera de aplicare

Sticla de silicat este folosită pentru a face o mareo varietate de produse. În laboratoarele științifice și industriale sunt necesare tuburi din sticlă de cuarț, care sunt utilizate pentru măsurarea nivelului lichidului, fabricarea dispozitivelor electrice de încălzire, efectuarea reacțiilor chimice și depozitarea substanțelor agresive.

Este utilizat pe scară largă în producție șisticlă opacă. Este utilizat oriunde este necesar pentru a controla produsele lichide la temperaturi ridicate și, datorită costului său redus, este utilizat pe scară largă.

Sticla optică este utilizată la navă șirachete, în principal pentru producția de corpuri de iluminat. În instalațiile petrochimice, acest material este apreciat pentru rezistența sa ridicată la substanțe chimice și este utilizat pentru controlul lichidelor corozive. În avioane, acestea sunt glazurate în cabine și utilizate, de asemenea, ca izolație termică.

Producătorii fabrică produse în conformitate cu cerințele GOST 22291-83. Sticla de cuarț, tuburile, ferestrele, prismele, lentilele și alte produse sunt realizate atât în ​​vrac, cât și individual.