Kuvars Cam Boruların Üretim Süreci ve İş Akışı
Kuvars borular esas olarak ergimiş kuvarstan (amorf silisyum dioksit) üretilir. Sürekli uzunluklarda kuvars tüp üretmek için en gelişmiş ve yaygın endüstriyel yöntem, Sürekli Ergitme ve Çekme Yöntemidir.
Tüm iş akışı iki ana aşamaya ayrılabilir:
Aşama 1: Sürekli Ergitme & Tüp Çekme (Temel Süreç)
Bu aşama, ham maddelerin sürekli kuvars tüpüne dönüştüğü kritik aşamadır.
- Hammaddelerin hazırlanması
- Malzemeler: Yüksek saflıkta doğal kuvars kumu veya sentetik kuvars granülleri (alev füzyonu sürecinden elde edilir). Saflık sınıfı, nihai uygulamaya göre (örneğin optik, yarı iletken) seçilir.
- İşleme: Ham maddeler metal iyonlarını, tozu ve nemi uzaklaştırmak için titiz bir temizlik, asit liçi ve kurutma işleminden geçirilir.
- Sürekli Besleme ve Ergitme
- Saf hale getirilmiş kuvars malzemesi, özel dikey sürekli ergitme fırınına sürekli olarak beslenir.
- Fırın odası genellikle refrakter metallerden (örneğin molibden) veya grafitten yapılır ve oksitlenmeyi ve kontaminasyonu önlemek için koruyucu bir atmosfer altında (örneğin helyum, azot) tutulur.
- Yüksek sıcaklıklar (yaklaşık 2000 °C), grafit veya tungsten elektrotlar aracılığıyla üretilir ve fırının üst kısmında ham maddenin erimesini sağlayarak homojen, kabarcıksız kuvars eriyiği oluşturur.
- Şekillendirme & Boru Çekme
- Eriyen kuvars, fırının alt kısmına doğru aşağı akar ve hassas bir şekillendirme kalıbından veya mandrelden geçer.
- Bu kalıp, borunun nihai dış çapını ve cidar kalınlığını belirler. Genellikle eşmerkezli yüksek sıcaklık dayanımlı grafit kalıptır.
- Erime sıcaklığı, viskozite, çekme hızı ve iç gaz basıncının hassas şekilde kontrol edilmesiyle yumuşamış kuvars camı, boyutları sabit olacak şekilde yukarıya veya aşağıya doğru sürekli bir boruya çekilir.
- Yeni oluşan kuvars camı borusu, dengesiz soğuma nedeniyle önemli miktarda iç termal gerilim içerir ve bu da onu son derece kırılgan hale getirir.
- Çekilen tüp hemen bir hat içi tav fırınına (bir lehr) geçer. Bu fırın, tüpün kritik bir sıcaklık aralığı boyunca (örneğin 1100 °C'den 800 °C).
- Amaç: İç gerilmeleri kalıcı olarak gidererek kuvars tüpün mekanik özelliklerini stabilize etmek ve sonraki işlemler sırasında veya kullanım sırasında çatlamasını önlemektir.
- Sürekli tüp standart uzunluklara kesilir.
- Gözenekler, inklüzyonlar, çizikler gibi görünür kusurlar için ön kontrol yapılır ve boyutsal toleranslar (dış çap ve duvar kalınlığı) kontrol edilir.
Aşama 2: İkincil İşleme (Son Kullanım İçin Özelleştirme)
Yarı işlenmiş tüpler müşteri spesifikasyonlarına göre çeşitli son işlemlerden geçirilir.
- Kesme: Kuvars cam borular, çatlama olmadan temiz ve kare uçlar elde etmek amacıyla özel kuvars kesiciler (örneğin elmas tekerlekli testere veya lazer kesiciler) kullanılarak isteğe göre belirlenen uzunluklarda kesilir.
- Pah Kırma/Eğim Verme: Kesilen uçlar, gerilim birikimini önlemek ve operatör güvenliğini sağlamak için pürüzsüz, yuvarlatılmış bir yüzey haline getirilecek şekilde zımparalanır.
- Yüksek saflıktaki su, asit çözeltileri (örneğin HF/HNO 3 - 3 karışımı) ve çözücüler kullanılarak kesme ve taşıma sırasında bulaşan tüm kirleticileri uzaklaştırmak amacıyla kapsamlı bir temizlik işlemi uygulanır.
- Isıl İşlem (Alevle Parlatma)
- Amaç: Yüksek saflık ve pürüzsüz iç yüzeyler gerektiren uygulamalarda (örneğin yarı iletken endüstrisi), borunun uçları veya tamamı alevle parlatmaya tabi tutulabilir.
- Yöntem: Kuvars cam boru yüzeyi, hidrojen-oksijen beki veya plazma arkı kullanılarak anlık olarak yumuşama noktasına kadar ısıtılır. Yüzey gerilimi, erimiş tabakanın kusursuzca düzgün ve kapalı bir hâle gelmesine neden olur; mikro çatlaklar ortadan kaldırılır, yüzey pürüzlülüğü azaltılır ve yüzey safsızlıkları uzaklaştırılır.
- Sonuç: Ateşle cilalanmış kuvars cam tüp, daha yüksek mekanik mukavemet ve kristalleşmeye karşı artan direnç gösterir.
- Termal Bükme: Özel şekiller için kuvars cam tüpün bir bölümü yumuşayana kadar yerel olarak ısıtılır ve ardından bir kalıp ya da forma göre bükülür.
- Uç Sızdırmazlığı: Kuvars ampul, kılıf veya diğer kapalı kaplar oluşturmak amacıyla kuvars cam tüpün ucu(ları) yüksek sıcaklıklı bir alevle eritilerek kapatılır.
Kuvars cam tüpün avantajları
-
Kuvars cam tüp c korozyon direnci
Hidroflorik aside ek olarak, kuvars cam kimyasal işlemler için neredeyse diğer asitlerle reaksiyona girmez ve asit direnci seramiğin 30 katı, paslanmaz çeliğin ise 150 katıdır.
- Mükemmel elektrik yalıtım performansı
Kuvars cam tüpün direnç değeri sıradan camınkinden 10.000 kat daha fazladır. Bu, mükemmel bir elektrik yalıtım malzemesidir ve yüksek sıcaklıklarda bile iyi elektriksel özelliklerini korur.
Kuvars cam boruların yüksek sıcaklık ortamlarında performanslarını ve yapısal stabiliteyi koruyabilme yeteneği
Uygulama alanları
Kuvars cam tüpleri, elektrik ışık kaynağı, elektrik (elektrik), yarı iletken, optik haberleşme, askeri, metalürji, inşaat malzemeleri, kimya endüstrisi, makine, elektrik gücü, çevre koruma ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Mat Kuvars Tüpünün Teknik Verileri
EN
