Кварцови очила: производствени характеристики, GOST. Кварцово стъкло оптично: приложение

Стъклото е един от най-древните материали, който се използва широко във всички сфери на човешката практическа дейност, поради набор от полезни качества и свойства. По време на своето съществуване (и това е повече от 5 хиляди години), неговата химична формула остава практически една и съща, само качествата й се променят.

Кварцово стъкло

През годините хората се стремят да създават стъкло по-прозрачно и устойчиво на различни разрушителни фактори. В резултат на това целенасочено съвършенство се появиха кварцови очила - изцяло нов вид материал с вредни характеристики на съзнанието. Може би тази чаша ще определи посоката на бъдещото развитие на човечеството.Кварцовото стъкло е продукт от топенето на чист силициев оксид (SiO₂). За разлика от обикновената стъкло, този материал е в аморфно състояние, т.е. тя няма точна температура на топене и при нагряване от твърдо в течно състояние протича постепенно. В много отношения се дължи на този имот кварц, или силикат, стъкло Тя е намерила такова широко приложение в индустрията.

Структура на кварцово стъкло

Аморфността на материала се обяснява с неговата структура, която се основава на силициево-кислородна тетрадрена. SiO молекули₂ "Свързване" един с друг поради взаимното привличане на кислородни атоми.Заедно те образуват триизмерни решетки, въпреки факта, че няма строг ред в подреждането на молекулите една спрямо друга. Ето защо кварцовите очила притежават свойствата на аморфните материали.

Силикатното стъкло, както обикновено, се получава чрез разтопяването на суровината. По този начин могат да се използват чисти кварцови кристали, кварцови кварцове, кварцов пясък, както и силициев диоксид, получен чрез изкуствени средства.

Разлики между кварц и конвенционално стъкло

В зависимост от вида на избраната суровина се определят и някои свойства на крайния продукт. Така че, за да се получи кристално чист и прозрачен материал, използвайте скален кристал.

Основната разлика между силикатно стъкло и обикновено стъкло е високата точка на топене - над 1500 градуса^за. В същото време силициевият оксид започва да излъчва интензивно светлинно излъчване в видимия спектър, т.е. започва да свети.

Благодарение на аморфната структура на суровината процесът на топене може да продължи значително. Разтопеният състав има висок вискозитет, който не му позволява да се закопчава или да се движи. Това затруднява производството на кварцово стъкло със същата дебелина на стената.

Производствени характеристики

С оглед на всички тези характеристики, производството на силикатно стъкло е възможно само при специализирано оборудване. В тютюневите изделия трябва да се поддържа висока температура, а за създаването на стъклени продукти е необходимо да се поддържа струя от открит пламък при температура от 1800 С^за и по-високо.

Специални изисквания се налагат и в производствената зала - тя трябва да е стерилна. Малкият брой чужди частици неизбежно ще доведе до факта, че завършените кварцови очила скоро ще се спукат и ще загубят свойствата си.Специални качества трябва да се ползват от производствения персонал - стъклени вентилатори. Те трябва да се справят с изключително високи температури - една грешка по време на работа може да доведе до сериозни наранявания, изгаряния.

Всички основни инструменти за вентилация от стъкло са изработени от топлоустойчиви материали - гранит, волфрам, които, наред с други неща, са от голямо значение. Следователно служителите трябва да бъдат физически силни и трайни.

Свойства на кварцовото стъкло

Силикатното стъкло има ниска електропроводимост, така че често се използва като диелектрик в сложни електрически уреди. Основните полезни свойства, които имат кварцови очила, могат да бъдат разделени на три групи:

1. Thermal. Устойчивост на високи температури (1200 С^за), висок коефициент на топлинно разширение (15 пъти по-висок от този на конвенционалното стъкло), който определя устойчивостта към резки и значителни температурни колебания (при производството продуктите се охлаждат с струя ледена вода).
2. Chemical. Стъкло химически неутрален, не реагира с всички основи и киселини с изключение на фосфорна киселина и флуороводородна киселина (реакцията започва при температури над 300 ° С.^за).
3. Оптичен. Индексът на пречупване на кварцовото стъкло е 150 пъти по-нисък от този на обикновеното стъкло (n_д= 1.46). Поради това, че е перфектно предава не само на слънце и обикновена светлина, но не запазва всяка инфрачервена или ултравиолетова радиация.

Всички тези свойства позволяват използването на кварцово стъкло като строителен материал, както и за производството на лабораторна стъклария, оптични инструменти, електрическо оборудване, топлоустойчиви огнеупорни материали. Една от основните области на неговото приложение е производството на оптични влакна.

Оптично кварцово стъкло

В зависимост от технологията, използвана при производството на кварцово стъкло, може да бъде непрозрачна и прозрачна. В първия случай структурата му ще съдържа голям брой газови мехурчета, които интензивно разпръскват светлина.Прозрачното стъкло или кварцовото оптично стъкло, както се нарича, също е абсолютно хомогенно, не съдържа мехурчета. Поради тази особеност материалът се използва в производството оптични кабели високоскоростен пренос на данни, оптични лещи и призми.

Щампи и серии от оптично стъкло

Има няколко марки оптично стъкло: KU-1, KI и KV. Продуктите се различават в способността им да предават видимо, ултравиолетово и инфрачервено лъчение. Най-прозрачната е стъклото KI - тя е способна да предава светлина при дължина на вълната от 2600-2800 nm, най-малко прозрачна - KV.В зависимост от използваните суровини, различните капацитети за пренос на светлина могат да имат кварцово оптично стъкло. GOST 15130-86 съдържа информация за три серии:

• 0 - материал, използван при нормални работни условия;
• 100 - стъкло, устойчиво на йонизиращо лъчение с ниска якост;
• 200 - суровини, които могат да се използват при условия на интензивно йонизиращо лъчение.

Маската и серията от стъкло формират шифъра на производството. Прилага се в производството и определя определен тип стъкло. В нашата страна няма нито една система за криптиране, поради което всяко предприятие определя своите продукти според собственото си разбиране.

Обхват на приложение

Голям брой различни продукти се произвеждат от силикатно стъкло. В научните и индустриални лаборатории се изискват кварцови стъклени тръби, които се използват за измерване нивата на течности, производство на електрически нагреватели, провеждане на химични реакции и съхраняване на агресивни вещества.

Широко разпространена употреба в полученото производство и непрозрачно стъкло. Използва се, когато се изисква контрол на течни продукти при високи температури и поради ниски разходи се прилага навсякъде.

Оптично стъкло Използва се в корабостроенето и ракетата, главно за производството на осветителни тела. В нефтохимическите растения този материал се оценява заради своята висока устойчивост на химикали и се използва за контрол на агресивни течности. В самолетите те остъкляха кабината и също така използваха като топлоизолация.

Производителите произвеждат продукти в съответствие с изискванията на GOST 22291-83. Кварцовите стъкла, тръби, прозорци, призми, лещи и други продукти се произвеждат както масово, така и индивидуално.