Жароміцна індивідуальна матування кварцова скляна трубка білого кольору

Виробничий процес та робочий процес виготовлення кварцових скляних труб

Кварцові труби виготовляються переважно з плавленого кварцу (аморфного діоксиду кремнію). Найсучаснішим і найпоширенішим промисловим методом отримання неперервних відрізків кварцевих труб є процес безперервного плавлення та витягування.

Увесь робочий процес можна поділити на два основних етапи:

Етап 1: Безперервне плавлення та витягування труб (основний процес)

Це ключовий етап, на якому сировину перетворюють на неперервну кварцову трубу.

• Підготовка сировини

• Матеріали: високоякісний природний кварцовий пісок або синтетичні гранули кварцу (отримані методом плавлення полум'ям). Ступінь чистоти обирається залежно від кінцевого застосування (наприклад, оптичне, напівпровідникове).
• Обробка: сировину ретельно очищають, піддають кислотному вилуговуванню та сушці для видалення металевих іонів, пилу та вологи.

• Безперервне завантаження та плавлення

• Очищений кварцовий матеріал безперервно подається в спеціальну вертикальну піч безперервного плавлення.
• Камера пічі зазвичай виготовляється з вогнетривких металів (наприклад, молібдену) або графіту та підтримується в захисній атмосфері (наприклад, гелію, азоту), щоб запобігти окисленню та забрудненню.
• Високі температури (приблизно 2000 °C) створюються за допомогою графітових або вольфрамових електродів, що плавлять сировину у верхній частині печі для утворення однорідного розплаву кварцу без бульбашок.

• Формування та витягування труби

• Розплавлений кварц стікає вниз до дна печі та проходить через прецизійну формуючу матрицю або оправку.
• Ця матриця визначає кінцевий зовнішній діаметр і товщину стінки труби. Зазвичай це концентрична форма з високотемпературного графіту.
• Точне регулювання температури розплаву, в'язкості, швидкості витягування та внутрішнього тиску газу дозволяє «витягувати» пом'якшене кварцове скло вгору або вниз у вигляді безперервної труби зі стабільними розмірами.

• Нагрівання

• Новосформована кварцова скляна труба містить значні внутрішні термічні напруження через нерівномірне охолодження, що робить її надзвичайно крихкою.
• Намальована труба відразу проходить через печь для відпалу (лір). Ця піч забезпечує повільну та точно контрольовану зону охолодження, дозволяючи трубі поступово охолоджуватися в критичному температурному діапазоні (наприклад, 1100 °C до 800 °C).
• Призначення: остаточне зняття внутрішніх напружень, що забезпечує стабільність механічних властивостей кварцової труби та запобігає її тріщинам під час подальшої обробки або експлуатації.

• Різання та попередній огляд

• Неперервну трубу нарізають на стандартні довжини.
• Проводиться попередній огляд на наявність видимих дефектів, таких як бульбашки, включення, подряпини, а також перевірка розмірних допусків (зовнішній діаметр і товщина стінки).

Етап 2: Другинна обробка (індивідуальна підгонка під кінцеве використання)

Напівфабрикатні труби проходять різноманітні фінішні операції, адаптовані до специфікацій замовника.

• Різання та обробка торців

• Різання: кварцові скляні трубки нарізаються на індивідуальні довжини за допомогою спеціалізованих інструментів для різання кварцу (наприклад, алмазними пилками або лазерними установками), щоб забезпечити чисті, рівні краї без сколень.
• Фаска/загартування: зрізані кінці шліфують до гладкого, заокругленого стану, щоб запобігти концентрації напруження та забезпечити безпеку оператора.

• Очищення

• Застосовується ретельний процес очищення з використанням води високої чистоти, кислотних розчинів (наприклад, суміші HF/HNO ₃ суміш) та розчинників для видалення всіх забруднюючих речовин, що потрапили під час різання та обробки.

• Термічна обробка (полірування полум'ям)

• Призначення: для застосувань, що вимагають високої чистоти та гладких внутрішніх поверхонь (наприклад, в напівпровідниковій промисловості), кінці або вся внутрішня частина трубки можуть піддаватися поліруванню полум'ям.
• Метод: поверхню кварцової скляної трубки короткочасно нагрівають до температури розм'якшення за допомогою воднево-кисневого пальника або плазмової дуги. Поверхневий натяг призводить до того, що розплавлений шар стає абсолютно гладким і запечатаним, усуваючи мікротріщини, зменшуючи шорсткість поверхні та видаляючи поверхневі домішки.
• Результат: кварцові скляні трубки з вогневою поліровкою мають підвищену механічну міцність і більшу стійкість до девітрифікації.

• Гнучка та запечатування

• Термічне гнуття: для отримання нестандартних форм ділянку кварцової скляної трубки локально нагрівають до стану м'якості, а потім вигинають навколо форми або матриці.
• Запечатування кінців: кінці кварцової скляної трубки розплавляють і закривають за допомогою високотемпературного пальника, щоб отримати кварцові ампули, рукави чи інші закриті ємності.

Перевага кварцової скляної трубки

• Кварцова скляна трубка є стійкою до корозії

Окрім плавикової кислоти, кварцове скло майже не реагує з іншими кислотами під час хімічної обробки, а його стійкість до кислот у 30 разів перевищує стійкість кераміки, а також у 150 разів — нержавіючої сталі.

• Виняткові діелектричні властивості

Опір кварцової скляної трубки еквівалентний 10 000-кратному опору звичайного скла. Це чудовий електроізоляційний матеріал, який зберігає гарні електричні властивості навіть при високих температурах ‌

• Вища температурна стійкість

Здатність кварцових скляних труб зберігати свої експлуатаційні характеристики та структурну стабільність у середовищах із високою температурою

Галузі застосування

Кварцову скляну трубку переважно використовують у галузях електричного джерела світла, електротехніки (електрики), напівпровідників, оптичного зв'язку, військовій справі, металургії, будівельних матеріалах, хімічній промисловості, машинобудуванні, електроенергетиці, охороні навколишнього середовища та інших галузях.

Технічні дані матової кварцової трубки