Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотренная нами зависимость показателя преломления от температуры имеет главным образом теоретический интерес, так как на практике мы редко встречаемся со столь большими температурными колебаниями. В связи с этим большое практическое значение имеет изучение температурного коэфициента показателя преломления в зави-
ІД . 5р 10 50
Логаршрм длины болнь* в ц Рис. 49. Показатель преломления кварцевого стекла в инфракрасной части спектра.
симости от длины волны и притом в узкой области температур. Такого рода исследование произвел в 1914 г. Martens, измерявший величину
(п2 и п, — показатели преломления при температурах t2
А =
U—U
2- 1
и гх) для различных длин волн. В опытах Martens fx = 20и*2 = 100°, что соответствует средней температуре в 60°. Результаты сведены
в табл. 42 и изображены графически на рис. 52.
Мы видим, что температурный коэфициент убывает по мере перехода от коротких волн к более длинным, стремясь к некотооому постоянному пределу.
Оптическая стандартизация и однородность образцов прозрачного кварцевого стекла
1.478
00 300 400 500 600 700 830 900 юоо •
¦ 200 - Ю0 0
Температура
Рис. 50. Зависимость показателя преломления кварце вого стекла от температуры. Rinne, 1914.
Выше мы не раз имели случа й убеди ть-ся, что отдельные образцы кварцевого стекла показывают некоторые различия в численной величине тех или иных коэфициентов. Для применения кварцевого стекла в области оптики имеет чрезвычайно большое значение, распространяются ли эти различия отдельных образцов также на оптические свойства, так как отсутствие повторяемости в высшей степени затруднило бы
изготовление тех или иных приборов.
В настоящее время можно считать твердо установленной возможность получать образцы прозрачного кварцевого стекла с одними и теми же повторяющимися параметрами. Впервые возможность «оптической стандартизации» кварцевого стекла доказали в 1904г.011ТооЫ и Shenston 1М, сравнивая оптические свойства (показатели преломления) двух призм, изготовленных различными методами и в различных местах. Первая призма — размером 41x32 мм— была изготовлена Зпепэ^п и ЬасеН, вторая — размеров 56x38 мм~ получена от фирмы ВаМ и ТаШск. Результаты сравнения показателей преломления обеих призем при 15° для линей В и Р солнечного спектра таковы:
Температура Рис. 51. Зависимость температурного коэфициента показателя преломления кварцевого стекла от температуры.
103
102
отложена температура, и по оси ординат — логарифмы удельного сопротивления, выраженюго в мегомах. Соответственно трем температурным интервалам: г<200°, 200<г <400° и г>400° даны три шкалы, как это видно из кривых, цифры отдельных опытов обнаруживают Довольно большие расхождения, которые нельзя объяснить только
Мегомы
,5000
роев
<o'V
»1
um
I.0
(1J
I
o.oit-
o DaetUi ь Hotton v Сатрбебе
i— __ _ч ^ о о & __ __ о __. c5 S ? о
Tsmnepamupa
Рис. 54. Удельное сопротивпение кварцевого стекла при различных температурах-
ошибками опыта, и повидимому следует приписать также различиям взятых образцов как по чистоте состава, так и по режиму производства и обработки.
Обладая малой .объемной'проводимостью, кварцевое стекло в то же время имеет незначительную поверхностную проводимость, что объясняется отсутствием гигроскопичности. Рис. 55, дающий результаты J08
опытов Curtis (1915), достаточно иллюстрирует это свойство кварцевого стекла. На рисунке по оси абсцисс отложена относительная влажность воздуха в процентах, и по оси ординат — логарифм поверхностного сопротивления в омах. Мы имеем три кривые: кривая II соответствует кварцевому стеклу, не подвергнутому специальной очистке; кривая I — кварцевому стеклу, очищенному хромовой смесью, и наконец кривая III — обыкновенному стеклу.Мы видим, что кварцевое стекло, если поверхность его не загрязнена, обнаруживает исключител-но хорошие изолирующие свойства даже в атмосфере, почти полностью насыщенной влагой.
Высокое объемное и поверхностное сопротивление кварцевого стекла делают его черезвычайно ценным материалом для высоковольтных изоляторов, чему способствует также его высокая электрическая прочность. Пробивное напряжение прозрачного кварцевого стекла достигает для отдельных образцов 400 kV/cM.
Пробивное напряжение непрозрачного стекла колеблется от 150 до 200 kV/сл«.
Диэлектрическая постоянна я кварцевого стекла измерялась Thornton l44, Schulze 145и Jaeger148. Полученные ими результаты даны в табл. 46, там же дано наиболее вероятное значение этой величины.
ТАБЛИЦА 46
Диэлектрическая постоянная кварцевого стекла
о ю 20 50 1u 50 60 70 80 90 100
Относительно// влажность Воздуха
Рис. 55. Поверхностное сопротивление кварцевого стекла. Curtis, 1914.
Schulze ... ......
Thornton.........
Jaeger..........
Наиболее вероятное значение
3,20 3,78 3,72 3,75
Jaeger измерял диэлектрическую постоянную кварцевого стекла в весьма большом диапазоне частот. Табл. 47, где приведены данные этого автора, показывает, что в интервале от v =250 до v = Ю7 диэлектрическая постоянная в пределах ошибок измерений остается постоянной.
