Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
155
не вынимая его наружу. Суть его легко понятна из рис. 50. Мы имееж здесь обычную, горизонтально расположенную реостатную печь с электродом 3, окруженным со всех сторон песком и помещенным в металлический ящик 1? В нижней части печи проходит трубка 4 (таких трубок может быть несколько), доходящая до зоны плавления песка. Трубка закрывается пробкой 5, которую можно удалять с помощью-стержня 6. После того как печь пущена в ход и вокруг электрода образовался достаточный слой расплавленного стекла, пробку 5 вытягивают, причем расплавленная масса тянется за ней, образуя в зависимости от скорости вытягивания либо трубку, либо стержень. При быстром вытягивании и вязкой массе получается трубка, наоборот, при медленном вытягивании и менее вязкой массе — стержень.
Рис. 80. Вытягивание грубок и палочек по методу фирмы А. Е. С
В заключение обзора методов обработки кварцевого стекла, полученного в реостатных печах, остановимся на процессе изготовления более сложного изделия, например большого высоковольтного изолятора, изображенного на рис. 81 справа. Такой изолятор не может быть изготовлен сразу и требует несколько приемов работы. Сначала изготовляют кварцевую трубу Ь, которая будет служить основой изолятора. Эту трубу надевают на электрод е и укрепляют на ней также сделанные отдельно кварцевые куски а соответствующей формы и в нужном количестве. Все вместе ставится в металлический цилиндр с и окружается песком. Пропусканием тока через электрод е не только приплав-ляют куски а к трубке, но и наращивают еще некоторое количество стекла. Затем следует механическая обработка (обточка), и изолятор готов.
НОВЕЙШИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ НЕПРОЗРАЧНОГО КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА (ПЕЧИ ВЫСОКОЙ. ЧАСТОТЫ И МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА)
Описанные классические методы получения и обработки непрозрачного кварцевого стекла обладают многими недостатками и не имеют нужной гибкости в смысле получения изделий необходимых форм.
196
Мы видели в частности, что получение трубок с заданным отношением внешнего и внутреннего диаметров не всегда возможно. Большие затруднения были например при получении толстостенных трубок, трубок с меняющимся по длине диаметром и т. д. Сам метод производства, когда исходным объектом обработки служит полый слиток, затрудняет изготовление больших сплошных кусков плавленого кварца. Наконец при старых методах производства и обработки оставалось очень мало места для механизации, для работы непрерывным потоком, для устройства машин-автоматов, которые давали бы в наиболее короткий срок масимальное, количество идентичных друг другу стандартных изделий.
Кварцевая промышленность вошла в новую эру своего развития, когда вместо способов плавки в реостатной печи с последующей обработкой слитка были разработаны методы плавки и обработки с помощью токов высокой частоты.
Сущность устройства печи высокой частоты, характер и режим ее работы были рассмотрены нами в главе, посвященной прозрачному кварцевому стеклу. Там же были разобраны основные методы обработки кварца, полученного этим способом: плавка в тигле с последующим волочением, получение палочек и трубочек протягиванием через отверстие, механическая формовка,гштамповка. Вполне понятно, что все сказанное относительно прозрачного кварцевого стекла можно повторить относительно стекла непрозрачного, с той лишь разницей, что в качестве исходного продукта можно вместо кристаллов горного хрусталя брать чистый кварцевый песок и что применение давления и вакуума в процессе плавки становится излишним.
Нам остается здесь упомянуть о двух методах обработки, которые
применяются главным образом в случае непрозрачного кварцевого стекла: это — так называемая плавка на форме и механическая обработка. Сущность 1-го метода легко понять из рис. 82. В ящике а из непроводящего материала помещен графитовый шар Ь, окруженный со всех сторон песком с. Ящик окружен индукционной обмоткой и, в которой могут возбуждаться токи высокой частоты, от 10 ООО до 20 ООО периодов в секунду. В проводящей графитовой массе благодаря полям высокой частоты возникают чрезвычайно интенсивные токи индукции, разогревающие ее. Так как кусок графита прекрасно теплоизолирован окружающим песком, то его температура без особого труда может быть доведена до 2 000е, что вполне достаточно для того, чтобы прилегающий к нему слой песка расплавился подобно тому, как это мы имеем в реостатной печи. В результате получается кварцевая сфера, внутри которой находится сфера графитовая.
Рис. 81. Изготовление в реостатной печи высоковольтного изолятора из кварцевого стекла.
^ 157
Если мы вынем образовавшееся тело из печи, разрежем кварц по дуге большого круга, удалим кусок графита, то получим в результате две полусферические чашки, которые могут быть подвергнуты последующей очистке и обработке. Вполне понятно, что, помещая в песок тела той или иной формы, мы будем получать разнообразные изделия. Так например, рис. 83 иллюстрирует применение описанного способа для изготовления тигля. Нам открывается таким образом богатая возможность получать необходимые предметы одним приемом, в котором соединены и плавка и формовка.
