Тръба от матово бяло кварцово стъкло с висока термостойкост, персонализирана

Производствен процес и работен поток на кварцови стъклени тръби

Кварцовите тръби се произвеждат предимно от стопен кварц (аморфен силициев диоксид). Най-напредналата и разпространена промишлена методика за производство на непрекъснати дължини кварцови тръби е процесът на непрекъснато стопяване и изтегляне.

Целият работен поток може да се раздели на две основни фази:

Етап 1: Непрекъснато стопяване и изтегляне на тръби (основен процес)

Това е ключов етап, при който суровините се трансформират в непрекъсната кварцова тръба.

• Подготовка на суровини

• Материали: Високочист пясък от природен кварц или синтетични гранули от кварц (чрез процес на пламенно спояване). Степента на чистота се избира в зависимост от крайното приложение (напр. оптично, полупроводниково).
• Обработка: Суровините подлежат на задълбочено почистване, киселинно измиване и сушене, за да се премахнат метални йони, прах и влага.

• Непрекъснато хранене и стопяване

• Очистеният кварцов материал се подава непрекъснато в специализиран вертикален пещ за непрекъснато стопяване.
• Пещта обикновено се изработва от огнеупорни метали (например молибден) или графит и се поддържа в защитна атмосфера (например хелий, азот), за да се предотврати окислението и замърсяването.
• Високите температури (приблизително 2000 °°C) се генерират чрез графитови или волфрамови електроди, които стопяват суровината в горната част на пещта, образувайки хомогенна, без мехурчета топена кварцова маса.

• Формоване и изтегляне на тръби

• Течният кварц се спуска надолу към дъното на пещта и минава през прецизна формоваща матрица или наковалня.
• Тази матрица определя окончателния външен диаметър и дебелина на стената на тръбата. Обикновено представлява концентрична високотемпературна графитова форма.
• Чрез прецизно регулиране на температурата на разтопената маса, вискозитета, скоростта на изтегляне и вътрешното налягане на газа, омекналото кварцово стъкло се «изтегля» нагоре или надолу в непрекъсната тръба с постоянни размери.

• Изгаряне

• Новообразуваната кварцова стъклена тръба съдържа значително вътрешно термично напрежение поради неравномерното охлаждане, което я прави изключително крехка.
• Изтеглената тръба веднага минава през пещ за непрекъснато отпускане (лор). Тази пещ осигурява бавна и точно контролирана зона за охлаждане, позволявайки на тръбата постепенно да се охлади в критичен температурен диапазон (напр. 1100 °C до 800 °В).
• Цел: Постоянно премахване на вътрешното напрежение, като се стабилизират механичните свойства на кварцовата тръба и се предотврати разпукването ѝ по време на последваща обработка или употреба.

• Рязане и първоначален инспекционен контрол

• Непрекъснатата тръба се нарязва на стандартни дължини.
• Провежда се първоначален инспекционен контрол за видими дефекти като мехурчета, включвания, драскотини и се проверяват размерните допуски (външен диаметър и дебелина на стената).

Етап 2: Вторична обработка (Персонализиране за крайна употреба)

Получистовите тръби подлежат на различни довършителни процеси, адаптирани към спецификациите на клиента.

• Рязане и обработка на краищата

• Рязане: Кварцовите стъклени тръби се нарязват на индивидуални дължини с помощта на специализирани резачки за кварц (напр. диамантени дискове или лазерни резачки), за да се осигурят чисти, прави краища без напуквания.
• Фаска/Накланяне: Нарязаните краища се обработват чрез шлифоване до гладка, заоблена повърхност, за предотвратяване на концентрация на напрежение и осигуряване на безопасност на оператора.

• Почистване

• Прилага се задълбочено почистване с високочиста вода, киселинни разтвори (напр. HF/HNO ₃ смес) и разтворители, за премахване на всички замърсители, внесени по време на рязане и обработка.

• Топлинна обработка (огнево полирене)

• Цел: За приложения, изискващи висока чистота и гладки вътрешни повърхности (напр. полупроводниковата индустрия), краищата или цялата вътрешност на тръбата могат да бъдат подложени на огнево полирене.
• Метод: Повърхността на кварцовата стъклена тръба се нагрява за кратко време до точката на омекване, използвайки водородно-кислородна горелка или плазмена дъга. Повърхностното напрежение кара разтопения слой да стане напълно гладък и запечатан, като по този начин се елиминират микронапукванията, намалява се шероховатостта на повърхността и се отстраняват повърхностни примеси.
• Резултат: Огнено полираният кварцов стъклен тръбопровод притежава по-голяма механична якост и повишена устойчивост към девитрификация.

• Изкривяване и запечатване

• Топлинно изкривяване: За нестандартни форми, участък от кварцовата стъклена тръба се загрява локално до омекване и след това се извива върху форма или шаблон.
• Запечатване на краищата: Краищата на кварцовата стъклена тръба се разтопяват и затварят с помощта на високотемпературна горелка, за да се получат кварцови ампули, маншони или други затворени съдове.

Предимство на кварцовата стъклена тръба

• Кварцовата стъклена тръба е устойчива на корозия

Освен при въздействие на флуороводородна киселина, кварцовото стъкло почти не реагира с други киселини при химическа обработка, а неговата устойчивост към киселини е 30 пъти по-голяма от тази на керамиката и 150 пъти по-голяма от тази на неръждаемата стомана.

• Отлична електрическа изолация

Съпротивлението на кварцовата стъклена тръба е еквивалентно на 10 000 пъти повече от това на обикновеното стъкло. Това е отличен електроизолационен материал и запазва добри електрически свойства дори при високи температури ‌

• Устойчивост на високите температури

Способността на кварцовите стъклени тръби да запазват своето работно състояние и структурна устойчивост в среди с висока температура

Области на приложение

Кварцовата стъклена тръба се използва основно в електрически източници на светлина, електроника (електрически), полупроводници, оптична комуникация, военна промишленост, металургия, строителни материали, химическа промишленост, машиностроене, електроенергетика, опазване на околната среда и други области.

Технически данни за матови кварцови тръби