Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Помещая против нижнего Рис. б5. Печь ВЫСОкой частоты для изго-ОТверсТИЯ Цилиндрические ку- товления трубок из кварцевого стекла, ски и протягивая расплавленный кварц, через образованную таким образом щель (рис. 65), можно получить кварцевую трубку.
Основные преимущества обработки кварца с помощью печей высокой частоты заключаются в следующем:
1. Высокий коэфициент полезного действия.
2. Большая производительность благодаря тому, что работа идет непрерывным потоком.
3. Возможность получать трубки самого разнообразного сечения и самой разнообразной формы.
4. Постоянство как внешнего, так и внутреннего диаметра по всей Длине трубки.
Следует заметить, что применение описанного способа для производства трубок, совершенно лишенных пузырьков воздуха, сопряжено с некоторыми трудностями из-за возможности возникновения этих пузырьков в результате плавки отдельных кусков стекла внутри тигля.
Заводские методы изготовления изделий из кварцевых трубок до самого последнего времени мало чем отличались от кустарных. Некоторые фирмы (например фирма Heraeus) и сейчас еще находят выгодным
производить работу в пламени кислородной горелки, обращая внимание главным образом на ее усовершенствование. Так например, в патенте 1931 г. 17в мы сталкиваемся все с тем же полукустарным методом работы, с той лишь разницей, что рекомендуется более рациональное устройство горелки, а именно применение круглой щели, из которой под некоторым углом вырывается пламя. Трубка преходит по оси и обогревается таким образом со всех сторон. Новый тип горелки изображен на рис. 66. Здесь а — трубка, по которой подводится смесь газа с кислородом, Ьг и Ь_—два конуса, образующие наверху щель. Пламя вырывается по направлению, показанному стрелками, и обогревает трубку (или стержень-) d.
Чрезвычайно интересен способ, разработанный компанией Quartz et Silice и использующий опять таки нагревание токами высокой частоты. Схематически установка изображена на рис. 67. Трубка из кварцевого стекла g разогревается в печи высокой частоты и по Достижении необходимого размягчения опускается в форму Ь. Нижний конец трубки постоянно закрыт, так что подводимый внутрь воздух раздувает размягченную часть и прижимает ее к стенкам формы. После этого форма раскрывается, трубка опускается вниз, и готовое изделие отрезается, причем нижняя часть трубки опять герметически закрывается. Изготовление второго,'третьего и т. д. образцов производится точно таким же способш^ Установка работает совершенно автоматически, и движение трубки, раскрывание формы и другие процессы строго координированы между собой. Этим методом повидимому впервые в истории обработки кварцевого стекла вводится непрерывность производства. Изделия получаются одно за другим без прикосновения руки, человека до тех пор, пока хватает трубки g.
Рис. 66. Новый тип кислородной горелки фирмы Heraeus.
Переработка кварцевых трубок дает возможность изготовлять, довольно разнообразный ассортимент полых изделий. Однако приз
применении кварцевого стекла мы сталкиваемся часто с необходимостью иметь сплошные предметы, например линзы, призмы; различные изоляторы и т. д. Во всех этих случаях необходимо прибегнуть к другому методу обработки кусков кварцевого стекла, а именно к методу прессовки.
Процесс прессовки кварцевого стекла в общем сходен с прессовкой стекла обыкновенного, и все различие сводится к более высокой температуре работы. Матрицы пресса делаются либо из угля, или из графита, либо из какого-нибудь, слабо окисляющегося при высокой температуре металла (никеля, ферро-хромовых сплавов< и т. д.). Куски стекла перед прессовкой разогреваются до температуры, равной приблизительно 2 000°. Во избежание-создания внутренних напряжений при чересчур быстром, охлаждении матрицы пресса, нагреваются до 1 000° и выше.
Рис. 67. Печь для автоматического выду- Рис. 68. Прессовка изделий из квар-вания различных изделий из кварцевых цевого стекла. Фирма Quartz et bi-трубок. Фирма Quartz et Silice. "Ce-
Одна из возможных модификаций метода прессовки, применяемая фирмой Quartz et Silice, изображена на рис. 68. В цилиндре 1 ходят
143»
142
два поршня ?., между которыми помещается разогретое до весьма вьв сокоР температуры (до 2 000°) кварцевое стекло 3. При сближении порш« ней кварцевое стекло, которое при указанной температуре имеет уже свойстве.текучести, через отверстие 4 входит в полое пространство 5, имеющее форму изготовляемого изделия
В заключение следует отметить, что к кварцевому стеклу ^большой легкостью применимы различные механические методы обраоотки, например резание, сверловка, расточка и т. д.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
ПРОИЗВОДСТВО И ОБРАБОТКА НЕПРОЗРАЧНОГО КВАРЦЕВОГО СТЩКЛА
В главе, посвященной историческому обзору методов производства врозрачнего кварцевого стекла, мы видели, сколько трудов и усилий было затрачено в этой области. Многолетние работы сплошь и рядом либо вовсе не давали положительных результатов, либо давали результаты весьма незначительной промышленной ценности. Победа, которая в конце концов была одержана человеским упорством и изобре-тйт0йьно1стыо, была далеко не полной, так как до самого последнего времени плавка прозрачного кварцевого стекла является чрезвычайно Дорогой операцией и этот продукт не может благодаря своей высокой цене получить надлежащего распространения.
