צינור זכוכית קוורץ לבן חלבוני מותאם אישית עם עמידות גבוהה לטמפרטורה

תהליך הייצור והזרימה של צינורות זכוכית קוורץ

צינורות קוורץ מיוצרים בעיקר מזجاج קוורץ (סיליקון דו-חמצני אמורפי). השיטה התעשייתית המתקדמת והנפוצה ביותר לייצור קטעים רציפים של צינורות קוורץ היא תהליך ההמסה והמשיכה הרציף.

כל תהליך הזרימה ניתן לחלק לשני שלבים עיקריים:

שלב 1: המסה רציפה ומשיכת הצינור (התהליך המרכזי)

זהו השלב הקריטי שבו חומרי הגלם עוברים העברה לצינור קוורץ רציף.

• הכנה של חומרים גולמיים

• חומרים: חול קוורץ טבעי ברמה גבוהה של טיהור או גרגירי קוורץ סינתטיים (ממעבדת היתוך להט). רמת הטיהור נבחרת בהתאם ליישום הסופי (למשל, אופטי, סמי-קוונדרקטור).
• עיבוד: חומרי הגלם עוברים ניקוי מקיף, שטיפה חומצית וייבוש כדי להסיר יוני מתכות, אבק וرطوبة.

• הזנה רציפה והמסה

• חומר הקוורץ המupoר מוזן באופן רציף לתוך תנור המסה אנכי מיוחד ורציף.
• מיכל הכבשן עשוי בדרך כלל ממתכות עמידות (למשל מוליבדנים) או גרפיט, ונשמר באטמוספירה מגינה (למשל הלום, חנקן) כדי למנוע חמצון וזיהום.
• טמפרטורות גבוהות (בערך 2000 °C) נוצרות באמצעות אלקטרודות מגרפיט או טונגסטן, מה שגורם למסת החומר בחלק העליון של הכבשן וליצירת מסה אחידה של זכוכית קוורץ ללא בועות.

• יציקה ומשיכה של צינור

• זכוכית הקוורץ המומסת זורמת כלפי מטה אל חלק התחתון של הכבשן, ועוברת דרך תבנית יסיקה מדויקת או מצינור מרכזי.
• התבנית קובעת את הקוטר החיצוני הסופי ואת עובי הדופן של הצינור. בדרך כלל מדובר בתבנית קונצנטרית מגרפיט בעלת עמידות לטמפרטורות גבוהות.
• על ידי בקרת מדויקת של טמפרטורת המסה, צמיגות, מהירות המשיכה והלחץ הפנימי של הגז, מושכת זכוכית הקוורץ הרכה כלפי מעלה או מטה לצינור רציף עם מידות יציבות.

• תהליך אנאלינג

• לצינור החדש של זכוכית קוורץ יש מתח תרמי פנימי משמעותי עקב קירור לא אחיד, מה שעושה אותו שבירה ביותר.
• הצינור המושך עובר מיידית דרך תנור קרינה שטוח (להר). תנור זה מספק אזור קירור איטי ומבוקר במדויק, המאפשר לצינור להתקרר בהדרגה דרך טווח טמפרטורות קריטי (למשל, 1100 °C ל-800 °C).
• מטרה: להפחית באופן קבוע את המתח הפנימי, ובכך ליצב את התכונות המכניות של צינור הקוורץ ולמנוע ממנו סדיקה במהלך טיפול עתידי או שימוש.

• גזירה ובדיקה ראשונית

• הצינור המתמשך נחתך לאורך סטנדרטי.
• בוחנים באופן ראשוני פגמים גלויים כגון בועות, שילובים, קרעים וגרידות, וכן בודקים סובלנות ממדים (קוטר חיצוני ועובי דופן).

שלב 2: עיבוד משני (התאמה אישית לשימוש סופי)

צינורות חצי מוגמרים עוברים תהליכי גימור שונים שמותאמים לפי דרישות הלקוח.

• גזירה וקידקוד קצות

• חיתוך: צינורות זכוכית קוורץ נחתכים לאורך מותאם אישית באמצעות חותכי זכוכית ייעודיים (למשל, סכין גל דיאמונט או מכונות חיתוך לייזר) כדי להבטיח קצוות חלקים ומרובעים ללא שבר.
• גימור שוליים/הרכנה: הקצוות החתוכים מעובדים לסיום חלק ומעוגל כדי למנוע ריכוז לחצים ולضمان ביטחון המפעיל.

• ניקוי

• משתמשים בתהליך ניקוי מקיף בעזרת מים בעלי טוהר גבוה, תמיסות חומצה (למשל תערובת HF/HNO ₃ וֹת) וממיסים כדי להסיר את כל הזיהומים שנכנסו במהלך החיתוך והטיפול.

• טיפול حراري (הגLOSSה באש)

• מטרה: ליישומים הדורשים ט purity גבוהה ופני פנים חלקים (למשל, תעשיית הסיליקון), ייתכן שיבוצע הגLOSSה באש על קצות הצינור או על כל הפנים הפנימיים.
• שיטה: משטח צינור זכוכית הקוורץ מחומם לרגע לנקודת הריכוך שלו באמצעות להט מימן-חמצן או קשת פלזמה. מתח הפנים גורם לשכבה המומעת להפוך לחלקה לגמרי ואטומה, ובכך מסירה סדקים מיקרוסקופיים, מפחיתה את עיקמות המשטח ומסירה זיהומים משטחיים.
• תוצאה: צינור זכוכית סיליקתית משובח באש מציג עמידות מכנית גבוהה יותר וגדולה יותר בפני דה-זכוכית.

• כיפוף וחיבוק

• כיפוף תרמי: לצורות מותאמות, מחממים מקומית קטע בצינור הזכוכית הסיליקתית עד לריכוך, ואז מכופפים אותו מעל תבנית או צורה.
• חסימת קצה: מסגירים את הקצה/קצוות של צינור הזכוכית הסיליקתית על ידי נטילה באש חמה במיוחד כדי ליצור אמפולות זכוכית, שרוולים או מיכלים סגורים אחרים.

יתרון של צינור זכוכית סיליקתית

• צינור זכוכית סיליקתית הוא עמידות לקלקול

למעט חומצת הפלואוריון, זכוכית סיליקתית כמעט ולא מגיבה עם חומצות אחרות בתהליכי עיבוד כימי, והעמידות החומצית שלה גבוהה פי 30 מזו של קרמיקה חומצית ופי 150 מזו של פלדת אל-חלד.

• ביצועי בידוד חשמלי מצוינים

ערך ההתנגדות של צינור זכוכית סיליקתית שווה ערך ל-10,000 פעמים מזה של זכוכית רגילה. זהו חומר מבודד חשמלי מעולה ושומר על תכונות חשמליות טובות גם בטמפרטורות גבוהות ‌

• התנגדות📐📐

היכולת של צינורות זכוכית קוורץ לשמור על הביצועים ועל היציבות המבנית בסביבות טמפרטורה גבוהה

תחומים יישומיים

צינור זכוכית קוורץ משמש בעיקר במגזר האור החשמלי, חשמל (אלקטרו), מוליכים למחצה, תקשורת אופטית, צבא, מתכת, חומרי בניין, תעשייה כימית, מכונות, חשמל, הגנת הסביבה ושדות אחרים.

נתוני טכניים של צינור קוורץ אטום