Tri preparmetodoj de altpureca kvarcvitro

Natura Silicia Vitro

La unua kategorio implikas fandadon de naturaj kvarco kristaloj aŭ silikoksido por produkti naturan kvarcvitron, kiu povas esti plue subdividita en metodojn kiel elektra fandado, gasa bruligado kaj plasmofandado bazitaj sur varmofontoj kaj procezoj.

En la ‌elektra fandmetodo‌, pulvoraj kvarcaj krudmaterialoj en krisolo estas fanditaj per elektra hejtado (inkluzive de rezistanchejtado kaj elektromagneta induktohejtado), sekvata de rapida malvarmiga vitriga procezo por formi kvarcan vitron14. Dum fandado, la kvarca kristala strukturo spertas faztransirojn de β-kvarco al α-kvarco, poste al α-kristobalito (akompanata de la formado de amorfa fazo), ĝis atingi proksimume 1723 °C, kie la kvarca fandita materialo komencas formiĝi.

Alta Pureca Kvarca Sablo

La fandprocezo de kvarca pulvoro kutime efektiviĝas en altvakua medio (0.1~10 Pa) por forigi la gason liberigitan en la procezo kaj redukti la vezikan enhavon en la kvarca vitro. La kvalito de kvarca vitro preparita per la elektra fandmetodo ĉefe dependas de la pureco de la krudmaterialoj. Metalaj malpuraĵoj en kvarcaj krudmaterialoj kutime malfacile forigeblas, do la metalaj malpuraĵoj en fandita kvarca vitro ĝenerale estas altaj kaj malfacile kontroleblaj. La humideco en kvarca pulvoro povas esti efike forigita per sekigado, do kvarca vitro kun malalta hidroksila enhavo povas esti preparita per la elektra fandmetodo.

Sinteza Kvarca Vitro

La dua kategorio implikas sintezon kvarcvitro per kemiaj reakcioj uzantaj silici-entenantajn kombinaĵojn (ekz., halosilanoj, hidrosilanoj kaj organosilikonoj) kiel krudmaterialojn, nomataj ‌sinteza kvarcvitro‌. Surbaze de reakciaj principoj, ĉi tiu kategorio estas plue dividita en tri metodojn.

1) ‌Plasma Kemia Vapora Deponado (PCVD)‌: Silicio-entenantaj kombinaĵoj spertas termikan oksidiĝon en anhidra medio por generi SiO₂.

2) ‌Flama Hidroliza Deponado (FHD)‌: Silicio-entenantaj kombinaĵoj spertas hidrolizon (ofte akompanatan de oksidiĝo) en hidrogen-oksigena flamo.

3)‌Sol-ĝela Metodo‌: Silicio-entenantaj kombinaĵoj spertas hidrolizon en akva medio.

Inter ĉi tiuj, FHD estas la plej vaste adoptita kaj matura industria teknologio, ampleksante rektan sintezon kaj nerektan sintezon.

● Rekta Sintezo: Alt-temperatura hidrolizo produktas fanditajn SiO₂-partiklojn, kiuj estas rekte deponitaj sur substraton kaj malvarmigitaj por formi kvarcvitron.

● Nerekta Sintezo: Malalttemperatura hidrolizo generas fulgosimilajn SiO₂-partiklojn, formante poran SiO₂-korpon. Ĉi tiu pora korpo spertas dehidratiĝon, dopadon, sintradon kaj malvarmiĝon por produkti kvarcvitron.

En industriaj aplikoj, la ofte uzata rekta sintezmetodo estas Kemia Vapora Demetado (KVA). Nerektaj sintezmetodoj inkluzivas modifitajn alirojn bazitajn sur KVA, kiel ekzemple du-ŝtupa KVA, Vapor-faza Aksa Demetado (VDA), kaj Ekstera Vapora Demetado (EKO).

Ĉi tiuj metodoj malsamas laŭ preparoprocezoj kaj finaj produktoj. Ekzemple, CVD (CVD) kaj du-ŝtupa CVD estas ĉefe uzataj por produkti grand-grandajn kvarcvitrajn orbrikojn, dum VAD (Vating Deposit - Deponado per Vitro) kaj OVD (Ovad - Deponado per Vitro) estas ĉefe uzataj por fabrikado de kvarcvitraj optikfibraj preformoj. Malgraŭ ĉi tiuj distingoj, ĉiuj ĉi tiuj teknikoj estas fundamente enradikiĝintaj en la principoj de Flama Hidroliza Deponado (FHD).

Kvarcvitra orbriko

Optika Fibra Preformo

Termika Modifa Metodo

En praktikaj industriaj aplikoj, la formpostuloj de kvarcvitraj produktoj estas kritikaj. Ekzemple, altpurecaj kvarcvitraj tuboj kaj kvarcvitraj stangoj estas vaste uzataj en la duonkondukta industrio. Rezulte, produkto-transformado (reformado) havas signifan gravecon en la fabrikado de kvarcvitro. Nuntempe, la termika reforma metodo estas la ĉefa industria aliro por modifi... kvarcvitro produktoj. Tio implicas varmigi la kvarcan vitron ĝis ĝia moliĝpunkto kaj poste ŝanĝi ĝian formon laŭ praktikaj bezonoj.

Sinteza kvarca vitrotubo

Dum la temperaturo plialtiĝas, la kvarcvitro La preformo moliĝas, permesante al ĝi esti tirata malsupren per tira aparato por formi kvarcajn vitrobastonojn aŭ tubojn. Per alĝustigo de la forna temperaturo kaj tirrapideco, oni povas produkti stangojn aŭ tubojn kun diversaj diametroj. La aranĝo de la bobeno kaj la forna strukturo de la elektromagneta induktohejtilo signife influas la temperaturdistribuan kampon ene de la forno. En praktika produktado, strikta kontrolo de ĉi tiu temperaturkampo estas esenca por certigi la kvaliton de la kvarcvitraj produktoj.

Kvarcvitraj stangoj kaj kvarcvitraj tuboj

(Partoj en la bildo: 1-kvarca vitra patrina stango; 2-hejtelemento; 3-kvarca vitra stango; 4-kvarca vitra patrina tubo; 5-indukta bobeno; 6-kvarca vitra tubo; 7-traktoro)