Kuvars camlar: üretim özellikleri, GOST. Kuvars optik cam: uygulama

Cam, en eski malzemelerden biridirBu, bir dizi yararlı nitelik ve özellik nedeniyle insan uygulamasının tüm alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Varlığı boyunca (5 bin yıldan fazla), kimyasal formülü neredeyse aynı kaldı, sadece nitelikleri değişti.

Kuvars camı

Yıllarca insan yaratmaya çabaladıcam gittikçe daha şeffaftır ve çeşitli yıkıcı faktörlere karşı dayanıklıdır. Bu amaca yönelik iyileştirmenin bir sonucu olarak, aklı hayrete düşüren özelliklere sahip tamamen yeni bir malzeme türü olan kuvars cam ortaya çıktı. Belki de insanlığın daha da gelişmesinin yönünü belirleyecek olan bu camdır.

Kuvars cam, saf silisyum oksit (SiO2) eritme ürünüdür.₂).Sıradan camdan farklı olarak, bu malzeme amorf bir haldedir, yani tam bir erime noktasına sahip değildir ve ısıtıldığında katı halden bir sıvıya yavaş yavaş geçer. Büyük ölçüde bu özellik, kuvars veya silikat nedeniyle, cam endüstride bu kadar yaygın bir kullanım bulmuştur.

Kuvars cam yapı

Malzemenin amorf doğası, silikon-oksijen tetrahedronlara dayanan yapısı ile açıklanmaktadır. SiO molekülleri₂ Oksijen atomlarının karşılıklı çekiciliği nedeniyle birbirine "bağlanır".

Birbirlerine göre moleküllerin düzenlenmesinde kesin bir düzen olmamasına rağmen, birlikte üç boyutlu ağlar oluştururlar. Bu nedenle kuvars camları amorf malzeme özelliklerine sahiptir.

Sıradan cam gibi silikat cam şu şekilde elde edilir:hammaddeyi eritmek. Saf silika bu şekilde kullanılabilir - kaya kristali, damar kuvars, kuvars kumu ve ayrıca yapay olarak elde edilen silikon oksit.

Kuvars cam ve sıradan arasındaki farklar

Seçilen hammadde türüne bağlı olarak, nihai ürünün bazı özellikleri de belirlenir. Bu nedenle kristal berraklığında ve şeffaf bir malzeme elde etmek için elmas taklidi kullanılır.

Silikat cam ile sıradan cam arasındaki temel fark, yüksek erime noktasıdır - 1500 С'den fazla^yaklaşık... Bu durumda silikon oksit, görünür spektrumda yoğun ışık radyasyonu yaymaya, yani parlamaya başlar.

Hammaddenin amorf yapısı nedeniyle eritme işlemiönemli bir süre devam edebilir. Erimiş bileşim, yığılmasına veya hareket ettirilmesine izin vermeyen yüksek bir viskoziteye sahiptir. Bu, aynı duvar kalınlığına sahip kuvars camı üretmeyi zorlaştırır.

Üretim özellikleri

Listelenen tüm özelliklerin görünümündeSilikat cam üretimi yalnızca özel ekipmanlarla mümkündür. Dökümcüler yüksek bir sıcaklığı korumalıdır ve cam ürünler oluşturmak için 1800 C sıcaklıkta bir açık alev püskürtmesi sağlamak gerekir.^yaklaşık ve yukarı.

İçin özel gereksinimler vardırendüstriyel tesisler - steril olmalıdır. Önemsiz miktarda yabancı partikül, bitmiş kuvars camların yakında çatlayıp özelliklerini kaybetmesine kaçınılmaz olarak yol açacaktır.

Çalışanlar ayrıca özel niteliklere sahip olmalıdırüretim - cam üfleyiciler. Son derece yüksek sıcaklıklarla başa çıkmak zorundalar - çalışma sırasındaki bir hata ciddi yaralanmalara ve yanıklara neden olabilir.

Tüm büyük cam üfleme aletleri üretilirısıya dayanıklı malzemelerden - diğer şeylerin yanı sıra ağır olan granit, tungsten. Bu nedenle, çalışanlar fiziksel olarak güçlü ve dayanıklı olmalıdır.

Kuvars cam özellikleri

Silikat cam düşük performansa sahiptirelektriksel iletkenlik, bu nedenle karmaşık elektrikli cihazlarda genellikle bir dielektrik olarak kullanılır. Kuvars camların sahip olduğu temel yararlı özellikler üç gruba ayrılabilir:

1. Termal. Yüksek sıcaklıklara dayanıklılık (1200 С^yaklaşık), yüksek termal genleşme katsayısıKeskin ve önemli sıcaklık dalgalanmalarına karşı direnci belirleyen (sıradan camdan 15 kat daha yüksek) (üretimde ürünler buzlu su jeti ile soğutulur).
2. Kimyasal. Cam kimyasal olarak nötrdür, fosforik ve hidroflorik asit dışında tüm alkaliler ve asitlerle reaksiyona girmez (reaksiyon 300 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda başlar.^yaklaşık).
3. Optik. Kuvars camın kırılma indisi, sıradan camdan 150 kat daha düşüktür (n_e= 1.46). Bu sayede sadece güneş ışığını ve sıradan ışığı kusursuz bir şekilde iletmekle kalmaz, aynı zamanda kızılötesi veya ultraviyole radyasyonu da engellemez.

Tüm bu özellikler kuvars kullanımına izin verirbir yapı malzemesi olarak cam ve ayrıca laboratuar cam eşyalarının, optik aletlerin, elektrikli ekipmanların, ısıya dayanıklı refrakter malzemelerin üretimi için. Uygulamasının ana alanlarından biri, optik fiberlerin imalatıdır.

Optik kuvars camı

Üretimde kullanılana bağlı olarakteknoloji kuvars camı opak ve şeffaf olabilir. İlk durumda, yapısında ışığı yoğun bir şekilde yayan çok sayıda gaz kabarcığı bulunacaktır.

Şeffaf cam veya kuvars camoptik, aynı zamanda denildiği gibi, kesinlikle homojendir, kabarcık içermez. Bu özelliğinden dolayı malzeme yüksek hızlı optik kabloların, optik lenslerin ve prizmaların üretiminde kullanılmaktadır.

Optik cam markaları ve serileri

Birkaç marka optik cam vardır:KU-1, KI ve KV. Ürünler görünür, ultraviyole ve kızılötesi radyasyonu iletme yeteneklerinde farklılık gösterir. En şeffaf cam KI'dır - 2600-2800 nm dalga boyunda ışık iletebilir, en az şeffaf olan KV'dir.

Kullanılan hammaddelere bağlı olarak, kuvars optik cam farklı ışık geçirgenliklerine sahip olabilir. GOST 15130-86, üç seri hakkında bilgi içerir:

• 0 - normal çalışma koşullarında kullanılan malzeme;
• 100 - düşük güçlü iyonlaştırıcı radyasyona dayanıklı cam;
• 200 - Yoğun iyonlaştırıcı radyasyon koşullarında kullanılmasına izin verilen hammaddeler.

Marka ve cam serisi ürün kodunu oluşturur.Üretimde uygulanır ve spesifik cam cinsini belirler. Ülkemizde tek bir şifreleme sistemi bulunmadığından her firma ürünlerini kendi anlayışına göre belirler.

Uygulama kapsamı

Silikat cam, büyük yapmak için kullanılırçeşitli ürünler. Bilimsel ve endüstriyel laboratuvarlarda sıvı seviyesinin ölçülmesi, elektrikli ısıtma cihazlarının yapılması, kimyasal reaksiyonların gerçekleştirilmesi ve agresif maddelerin depolanması için kullanılan kuvars cam tüpler talep görmektedir.

Üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır veopak cam. Sıvı ürünleri yüksek sıcaklıklarda kontrol etmek için gerekli olan her yerde kullanılır ve düşük maliyeti nedeniyle evrensel olarak kullanılır.

Optik cam gemide veroket bilimi, özellikle aydınlatma cihazlarının üretimi için. Petrokimya tesislerinde bu malzeme, kimyasallara karşı yüksek direnci nedeniyle değerlidir ve aşındırıcı sıvıları kontrol etmek için kullanılır. Uçaklarda kabine camlanarak ısı yalıtımı olarak da kullanılır.

Üreticiler, GOST 22291-83 gereksinimlerine uygun ürünler üretmektedir. Kuvars cam, tüpler, pencereler, prizmalar, lensler ve diğer ürünler hem toplu hem de ayrı ayrı yapılır.