Pahare de cuarț: caracteristici de producție, GOST. Cuarț din sticlă cuarț: aplicație

Sticla - unul dintre cele mai vechi materiale, care este utilizat pe scară largă în toate domeniile de activitate umană practică datorită unui set de calități și proprietăți utile. Pe parcursul existenței sale (mai mult de 5 mii. Ani), formula sa chimică a rămas practic aceeași, dar calitatea sa schimbat.

Cuarț de sticlă

De-a lungul anilor, oamenii au încercat să creeze un geam mai transparent și mai rezistent la diverși factori distructivi. Ca urmare a acestei perfecționări intense, au apărut ochelarii de cuarț - un tip complet nou de material cu caracteristici dăunătoare pentru conștiință. Poate că acest pahar va determina direcția dezvoltării viitoare a omenirii.Sticla de cuarț este produsul topirii oxidului de siliciu pur (SiO₂). Spre deosebire de sticla obișnuită, acest material este într-o stare amorfă, adică nu are un punct de topire exact și când este încălzit treptat de la starea solidă la cea lichidă. În multe privințe, datorită acestui cuarț de proprietate foarte, sau silicat, sticlă A găsit o aplicație atât de largă în industrie.

Structura sticlei de cuarț

Amorfața materialului este explicată prin structura sa, care se bazează pe tetraedru de siliciu-oxigen. Molecule de SiO₂ "Conectați" unul cu celălalt datorită atracției reciproce a atomilor de oxigen.Împreună ele formează rețele tridimensionale, în ciuda faptului că nu există o ordine strictă în aranjarea moleculelor relativ una de cealaltă. De aceea, ochelarii de cuarț posedă proprietățile materialelor amorfe.

Sticla de silicat, ca cea obișnuită, se obține prin topirea materiei prime. Ca atare, pot fi utilizate cristal de silicagel piatra pur, cuarț de vene, nisip de cuarț, precum și silice obținută prin mijloace artificiale.

Diferențele dintre cuarț și sticla convențională

În funcție de tipul de materie primă selectată, se determină și anumite proprietăți ale produsului final. Deci, pentru a obține un material de cristal transparent și transparent, utilizați cristal de rock.

Principala diferență între sticla silicată și sticla obișnuită este punctul de topire ridicat - mai mult de 1500 ° C^despre. În același timp, oxidul de siliciu începe să emită radiații intense de lumină în spectrul vizibil, adică începe să lumineze.

Datorită structurii amorfe a materiei prime, procesul de topire poate dura un timp considerabil. Compoziția topită are o viscozitate ridicată, care nu îi permite să separe sau să se miște. Acest lucru face dificilă producerea sticlei de cuarț cu aceeași grosime a peretelui.

Caracteristicile de producție

Având în vedere toate aceste caracteristici, producția de sticlă silicată este posibilă numai pe echipamente specializate. În topitorii trebuie menținută o temperatură ridicată, iar pentru crearea produselor din sticlă este necesar să se mențină un jet de flacără deschisă la o temperatură de 1800 ° C^despre și mai sus.

Cerințe speciale sunt, de asemenea, impuse în sala de producție - aceasta trebuie să fie sterilă. Un număr mic de particule străine va duce în mod inevitabil la faptul că ochelarii de cuarț fini vor sparge în curând și își vor pierde proprietățile.Calități speciale ar trebui să se bucure de personalul de producție - suflante de sticlă. Ei trebuie să se ocupe de temperaturi extrem de ridicate - o eroare în timpul muncii poate duce la vătămări grave, la arsuri.

Toate instrumentele principale de suflare a sticlei sunt fabricate din materiale rezistente la căldură - granit, tungsten, care, printre altele, au o mare greutate. Prin urmare, angajații trebuie să fie din punct de vedere fizic puternic și durabil.

Proprietăți ale sticlei de cuarț

Silicatul din sticlă are o conductivitate electrică scăzută, deci este adesea folosită ca dielectric în aparatele electrice complexe. Principalele proprietăți utile, care au pahare de cuarț, pot fi împărțite în trei grupe:

1. Termică. Rezistența la temperaturi ridicate (1200 ° C)^despre), Un coeficient ridicat de dilatare termică (de 15 ori mai mare decât cea a sticlei obișnuite) decât este cauzată de rezistența la fluctuațiile bruște și semnificative de temperatură (pentru producerea de apă cu gheață flux răcit).
2. Chimice. Sticla este neutră din punct de vedere chimic, nu reacționează cu toți alcalinele și acizii, cu excepția acidului fosforic și acidului fluorhidric (reacția începe la o temperatură de peste 300 ° C^despre).
3. Optice. Indicele de refracție al sticlei de cuarț este de 150 de ori mai mic decât cel al sticlei convenționale (nr_e= 1,46). Datorită acestui fapt, trece fără limite, nu numai lumina soarelui și lumina obișnuită, dar, de asemenea, nu întârzie radiațiile infraroșii sau ultraviolete.

Toate aceste proprietăți permit folosirea sticlei de cuarț ca material de construcție, precum și pentru producția de sticlă de laborator, instrumente optice, echipamente electrice, materiale refractare rezistente la căldură. Una din principalele domenii ale aplicării sale este producția de fibre optice.

Sticlă de cuarț optică

În funcție de tehnologia utilizată în producția de sticlă de cuarț pot fi opace și transparente. În primul caz, structura sa va conține un număr mare de bule de gaz, care dispersează intens lumina.Sticla transparentă sau sticla optică din cuarț, după cum se mai numește, este absolut omogenă, nu conține bule. Datorită acestei caracteristici, materialul este utilizat în producție cabluri optice transmisii de date de mare viteză, lentile optice și prisme.

Timbre și serii de sticlă optică

Există mai multe mărci de sticlă optică: KU-1, KI și KV. Produsele diferă în ceea ce privește capacitatea lor de a transmite radiații vizibile, ultraviolete și infraroșii. Cel mai transparent este sticla KI - este capabilă să transmită lumina la o lungime de undă de 2600-2800 nm, cea mai puțin transparentă - KV.În funcție de materiile prime utilizate, diferitele capacități de transmisie a luminii pot avea sticlă optică de cuarț. GOST 15130-86 conține informații despre trei serii:

• 0 - material utilizat în condiții normale de funcționare;
• 100 de sticlă, rezistentă la radiații ionizante de putere redusă;
• 200 - materii prime, care pot fi folosite în condiții de radiații ionizante intense.

Marca și seria de sticlă formează cifrul de producție. Se aplică în producție și definește un anumit tip de sticlă. În țara noastră nu există un sistem unic de criptare, prin urmare fiecare întreprindere își desemnează produsele în funcție de propria înțelegere.

Domeniul de aplicare

Un număr mare de produse diverse sunt produse din sticlă silicică. Tubul laboratoarele academice și industriale cerere sticlă de cuarț, care sunt utilizate pentru măsurarea nivelului de lichid, fabricarea de încălzitoare electrice, reacții chimice și depozitarea substanțelor agresive.

Utilizarea pe scară largă în producția primită și sticla opacă. Se folosește oriunde este necesar controlul produselor lichide la temperaturi ridicate și, datorită costului redus, este aplicat pretutindeni.

Sticlă optică Se utilizează în construcția de nave și rachete, în principal pentru producția de dispozitive de iluminat. În fabricile petrochimice, acest material este evaluat pentru rezistența ridicată la substanțe chimice și este utilizat pentru a controla lichide agresive. În aeronave, au glazurat cabina, și, de asemenea, folosit ca izolație termică.

Producătorii produc produse în conformitate cu cerințele GOST 22291-83. Sticla de cuarț, tuburi, ferestre, prisme, lentile și alte produse sunt produse atât masiv, cât și individual.