Korkea lämpövastus, mukautettu utuisen valkoinen kvartsilasiputki

Kvartsiputkien tuotantoprosessi ja työnkulku

Kvartsiputket valmistetaan pääasiassa sulatetusta kvartsista (muodotonta piidioksidia). Yleisin ja kehittynein teollinen menetelmä jatkuvien kvartsiputkien valmistamiseen on jatkuva sulatus- ja vetomenetelmä.

Koko työnkulku voidaan jakaa kahteen päävaiheeseen:

Vaihe 1: Jatkuva sulatus ja putkien vetäminen (ydinprosessi)

Tämä on keskeinen vaihe, jossa raaka-aineet muunnetaan jatkuvaksi kvartsiputkeksi.

• Raaka-aineen valmistus

• Ainekset: Korkeapuhdasta luonnonkvartsihiekkaa tai synteettisiä kvartsirakeita (liekkisulatusmenetelmällä valmistettuja). Puhdistusaste valitaan lopullisen käyttötarkoituksen mukaan (esim. optiikka, puolijohde).
• Käsittely: Raaka-aineet käyvät tiukan puhdistuksen, haponpesun ja kuivatuksen, jotta metalli-ionit, pöly ja kosteus poistuvat.

• Jatkuva syöttö ja sulatus

• Puhdistettu kvartsimateriaali syötetään jatkuvasti erikoisvalaiseen pystysuoraan jatkuvasulatusuuniin.
• Uunin kammio on tyypillisesti valmistettu refraktoireista metalleista (esim. molybdeenista) tai grafiitista, ja sitä ylläpidetään suojakaasukehässä (esim. heliumissa, typessä), jotta estetään hapettuminen ja saastuminen.
• Korkeat lämpötilat (noin 2000 °C) tuotetaan grafiitti- tai volframielektrodeilla, joilla sulatetaan raaka-aine uunin yläosassa muodostaen homogeenisen, ilmakuplattoman kvartsisulaisen.

• Muovaus & Putkien vetäminen

• Sulanut kvartsi valuu alaspäin uunin pohjaan ja tarkkuusmuottipiiloon tai -sytteen läpi.
• Tämä muotti määrittää putken lopullisen ulkohalkaisijan ja seinämäpaksuuden. Se on tyypillisesti keskitetty korkean lämpötilan kestävä grafiittimuotti.
• Tarkasti säätämällä sulaisen lämpötilaa, viskositeettia, vetonopeutta ja sisäistä kaasupainetta, pehmeää kvartsilasia "vedetään" ylös- tai alaspäin jatkuvaksi putkeksi, jolla on vakaa mitoitus.

• Kylmätuotanto

• Juuri muodostettu kvartsilasiputki sisältää merkittävää sisäistä lämpöjännitystä epätasaisen jäähtymisen vuoksi, mikä tekee siitä erittäin hauraan.
• Piirretty putki kulkee heti läpi linjassa olevan hehkutusuunin (lehr). Tämä uuni tarjoaa hitaan ja tarkasti ohjatun jäähdytysvyöhykkeen, jossa putki voi jäähdytyä asteittain kriittisellä lämpötila-alueella (esim. 1100 °C:sta 800 °C).
• Tarkoitus: Poistaa pysyvästi sisäiset jännitykset, mikä stabiloi kvartsiputken mekaaniset ominaisuudet ja estää sen halkeamisen myöhempää käsittelyä tai käyttöä varten.

• Leikkaus ja alustava tarkastus

• Jatkuva putki leikataan standardipituisiksi.
• Alustava tarkastus suoritetaan näkyvien virheiden, kuten kuplien, epäpuhtauksien, naarmujen, sekä mittojen (ulkohalkaisija ja seinämäpaksuus) tarkistamiseksi.

Vaihe 2: Toissijainen käsittely (mukauttaminen lopulliseen käyttötarkoitukseen)

Puolivalmisputkia käsitellään erilaisilla viimeistelyprosesseilla asiakasspesifikaatioiden mukaan.

• Leikkaus ja päänmuotoilu

• Leikkaus: Kvartsilasi putket leikataan asiakaskohtaisiin pituuksiin käyttäen erityisiä kvartsinleikkureita (esim. timanttipyöräsahoja tai laserleikkureita), jotta saadaan aikaan puhtaat, suorat päät ilman lohkeamia.
• Viistämä/Rei'ittäminen: Leikatut päädyt hiontaan sileäksi, pyöristetyksi viimeistelyksi estämään jännityskeskittymiä ja varmistamaan käyttäjän turvallisuus.

• Puhdistus

• Käytetään perusteellista puhdistusprosessia, jossa käytetään korkeanpuhtautta sisältävää vettä, happoliuoksia (esim. HF/HNO ₃ seos) ja liuottimia kaikkien leikkauksen ja käsittelyn aikana syntyneiden saasteiden poistamiseksi.

• Lämpökäsittely (Liekkihilseitys)

• Tarkoitus: Sovelluksissa, joissa vaaditaan korkeaa puhdasta ja sileitä sisäpintoja (esim. puolijohdeteollisuus), putken päätyjä tai koko sisäosaa voidaan käsitellä liekkihilseityksellä.
• Menetelmä: Kvartsilasin putken pintaa lämmitetään hetkellisesti pehmenevälle lämpötilalle vety-happipolttoaineella tai plasmapolkulla. Pinnan jännite saa sulaneen kerroksen tulemaan täysin sileäksi ja tiiviiksi, mikä poistaa mikrorakot, vähentää pintakarheutta ja haihduttaa pinnan epäpuhtaudet.
• Tulos: Tulihiottu kvartsilasiputki osoittaa korkeamman mekaanisen lujuuden ja lisääntynyttä vastustuskykyä kiteytymiselle.

• Taivutus ja sinetöinti

• Terminen taivutus: Mukautettuja muotoja varten kvartsilasiputken osa lämmitetään paikallisesti pehmeäksi ja taivutetaan sitten muotin tai mallin yli.
• Pään sinetöinti: Kvartsilasiputken pää(t) sulatetaan ja suljetaan korkealämpöisellä polttimella luodakseen kvartsiampullit, hylsyt tai muita suljettuja säiliöitä.

Kvartsilasiputken edut

• Kvartsilasiputki on c orrosiokestävä

Paitsi vetyfluoridihapon kanssa, kvartsilasi ei käytännössä reagoi muiden happojen kanssa kemiallisessa käsittelyssä, ja sen happokestävyys on 30-kertainen verrattuna sen happokestävyyteen keraamiseen ja ruostumattomaan teräkseen 150-kertaiseksi.

• Erinomainen sähköeristysominaisuus

Kvartsilasiputken resistanssiarvo on 10 000-kertainen tavalliseen lasiin verrattuna. Se on erinomainen sähköeristysmateriaali ja säilyttää hyvät sähköominaisuudet jopa korkeissa lämpötiloissa ‌

• Korkea lämpötilankestävyys

Kvartsilasiputkien kyky säilyttää suorituskykynsä ja rakenteellinen vakaus korkean lämpötilan ympäristöissä

Sovellusala

Kvartsilasiputkea käytetään pääasiassa sähkövalonlähteissä, sähkölaitteissa, puolijohteissa, optisessa viestinnässä, sotilaskäytössä, metallurgiassa, rakennusmateriaaleissa, kemiallisessa teollisuudessa, koneissa, sähkönsaannissa, ympäristönsuojelussa ja muilla aloilla.

Omaton kvartsilasiputken tekniset tiedot