Anpassat rör i mjölkvitt kvartsglas med hög temperaturmotstånd

Tillverkningsprocess och arbetsflöde för kvartsglastuber

Kvartsrör tillverkas huvudsakligen av smält kvarts (amorft kiseldioxid). Den mest avancerade och vanliga industriella metoden för att producera sammanhängande längder av kvartsrör är kontinuerlig smältning och dragningsprocess.

Hela arbetsflödet kan delas in i två huvudstadier:

Steg 1: Kontinuerlig smältning & rördragning (kärnprocessen)

Detta är det avgörande steget där råmaterial omvandlas till ett kontinuerligt kvartsrör.

• Råvarupräparation

• Material: Högrenat naturligt kvartssand eller syntetiska kvartskorn (från en flamsmältningsprocess). Rengöringsgraden väljs utifrån den slutgiltiga användningen (t.ex. optik, halvledare).
• Bearbetning: Råmaterialen genomgår noggrann rengöring, syravlixning och torkning för att ta bort metalljoner, damm och fukt.

• Kontinuerlig påfyllning & smältning

• Det renade kvartsmaterialet förs kontinuerligt in i en specialkonstruerad vertikal kontinuerlig smältugn.
• Ugnskammaren är vanligtvis tillverkad av eldfasta metaller (t.ex. molibden) eller grafit och hålls under en skyddande atmosfär (t.ex. helium, kväve) för att förhindra oxidation och förorening.
• Höga temperaturer (cirka 2000 °C) genereras via grafit- eller volframstrålar, vilket smälter råmaterialet i ugnens övre del för att bilda en homogen, bubbel­fri kvarts­smälta.

• Formning & Rördragning

• Den smälta kvartsen rinner ner till ugnens botten och genom en precisionsformad form eller mandrill.
• Denna form avgör det slutgiltiga ytterdiametern och väggtjockleken på röret. Den är vanligtvis en koncentrisk högtemperaturgrafitform.
• Genom att exakt styra smältans temperatur, viskositet, dragningshastighet och inre gastryck "dras" den mjuknade kvartsglaset uppåt eller nedåt till ett kontinuerligt rör med stabila mått.

• Ångning

• Det nybildade kvartsglasröret innehåller betydande inre termiska spänningar på grund av ojämn kylning, vilket gör det extremt skört.
• Den dragna röret passerar omedelbart genom en linjeannellerugn (en lehr). Denna ugn tillhandahåller en långsam och exakt kontrollerad svaltningszon, vilket gör att röret gradvis kan svalna genom ett kritiskt temperaturintervall (t.ex. 1100 °C till 800 °C).
• Syfte: För att permanent avlasta inre spänningar, varigenom de mekaniska egenskaperna hos kvartsröret stabiliseras och sprickbildning under efterföljande hantering eller användning förhindras.

• Skärning & Första besiktning

• Det kontinuerliga röret skärs till standardlängder.
• En första besiktning utförs för synliga fel som bubblor, inneslutningar, repor, samt för att kontrollera dimensionsmått (yttre diameter och väggtjocklek).

Steg 2: Sekundärbearbetning (Anpassning för slutanvändning)

De halvfärdiga rören genomgår olika slutförbehandlingar anpassade efter kundspecifikationer.

• Skärning & Slipning av ändytor

• Skärning: Kvantglasrör skärs till anpassade längder med specialiserade kvartsbitsverktyg (t.ex. diamantcirkelsågar eller laserskärare) för att säkerställa rena, raka ändar utan avflisningar.
• Fasning/Avrundning: De skurna ändarna slipas till en slät, avrundad yta för att förhindra spänningskoncentration och säkerställa operatörens säkerhet.

• Rengöring

• En noggrann rengöringsprocess används med ultraren vatten, syrlösningar (t.ex. HF/HNO 3 blandning) och lösningsmedel för att ta bort alla föroreningar som införts under skärning och hantering.

• Värmebehandling (eldpolering)

• Syfte: För tillämpningar som kräver hög renhet och släta inre ytor (t.ex. halvledarindustrin) kan rörets ändar eller hela insidan utsättas för eldpolering.
• Metod: Kvantglasrörets yta värms momentant till mjukningspunkten med hjälp av en väte-syrgastända eller plasmabåge. Ytspänningen får det smälta lagret att bli perfekt slätt och tätnat, vilket eliminerar mikrosprickor, minskar ytjämnheten och avlägsnar ytfrånlevande föroreningar.
• Resultat: Eldpolerade kvartsglasrör uppvisar högre mekanisk styrka och ökad motståndskraft mot utkristning.

• Böjning & Tätning

• Termisk böjning: För anpassade former värms en sektion av kvartsglasröret lokalt tills det blir mjukt och böjs sedan över en form eller mössa.
• Sluttätning: Rörets ände(r) smälts och stängs med hjälp av en högtemperaturbrännare för att skapa kvartskapslar, hylsor eller andra slutna behållare.

Fördelar med kvartsglasrör

• Kvartsglasrör är c korrosionsmotstånd

Förutom fluorvätesyra reagerar kvartsglas nästan inte med andra syror vid kemisk behandling, och dess syramotstånd är 30 gånger högre än keramikens och 150 gånger högre än rostfritt stål.

• Utmärkt elektrisk isolationsförmåga

Motståndsvärdet för kvartsglasrör motsvarar 10 000 gånger det vanligt glas. Det är ett utmärkt elektriskt isolerande material och behåller goda elektriska egenskaper även vid höga temperaturer ‌

• Hög temperaturbeständighet

Förmågan hos kvartsglastuber att bibehålla sin prestanda och strukturella stabilitet i högtemperaturmiljöer

Tillämpningsområden

Kvartsglastub används främst inom elektrisk belysning, elektriska (elektriska) komponenter, halvledare, optisk kommunikation, militär, metallurgi, byggmaterial, kemisk industri, maskiner, elenergi, miljöskydd och andra områden.

Tekniska data för opaka kvartsglastuber