Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 125 дает внешний вид приспособления из непрозрачного» кварцевого стекла, предназначенного для перегонки тех или иных жидкостей. Аналогичного типа аппараты могут быть с успехом применены для получения дестиллирован-иой воды наивысшей чистоты.
Совсем на особом месте стоит использование оптических свойств кварцевого стекла как в видимой, так и в невидимых частях спектра. Кварцевое стекло единственное легко обрабатывающееся и выдерживающее высокие температуры вещество, хорошо пропускающее ультрафиолетовые и инфракрасные "лучи. Кристаллический кварц, флюорит, каменная соль и сильвин, используемые очень часто в оптических приборах, довольно трудно поддаются обработке, так что количество возможных изделий из них весьма ограничено (главным образом призмы, линзы и пластинки). Эти вещества совершенно непригодны для производства таких изделий, как ртутные лампы, реакционные сосуды для фотохимических реакций и т. д. Но даже вещи простой геометрической формы, например призмы, во многих случаях предпочтительнее делать
Рис. 125. Приспособление для перегонки из непрозрачного кварцевого стекла.
107
из кварцевого стекла, а не из кристаллического кварца. Помимо полной оптнче.жой изотропности изделий из кварцевого стекла имеется ряд преимуществ экономического характера. В то время как для изготовления кварцевого стекла подходят кристаллы горного хрусталя любой формы н структуры, при одном лишь условии отсутствия инородных примесей, для изготовления частей оптических приборов помимо всего прочего необходима оптическая однородность и правильность кристаллического строения. Линзы, призмы, пластинки и пр. должны вырезаться из целого однородного кристалла, что делает задачу тем более трудной и дорогой, чем больше размеры изготовляемых предметов, так как большие правильные кристаллы кварца встречаются не так )ж часто. Применение для производства кварцевого стекла, песка и кварцитов, создавая дешевую сырьевую базу, еще более способствует его конкурентоспособности по отношению к кристаллическим материалам.
В главе о физических свойствах мы подробно рассмотрели чрезвычайно важный для техники оптических приборов вопрос сб оптической стандартизации кварцевого стекЛа и о возможности получения совершенно однородных в оптическом отношении кусков. Мы видели, что если полная оптическая стандартизация, т. е. получение в процессе различных плавок образцов, вполне идентичных по оптическим свойствам, достижима далеко не во всех случаях, то получение кусков,оптически однородных по всей своей массе, при современном состоянии техники представляется делом вполне возможным. Это обстоятельство обеспечивает изготовление из кварцевого стекла оптических деталей высшего качества вплоть до эталонов.
Весьма многообещающе применение кварцевого стекла для изготовления астрономических объективов большого размера. В случае стекла обыкновенного изготовление больших зеркал сопряжено с серьезными трудностями, связанными с необходимостью очень медленного охлаждения во избежание получения механических напряжений и оптических неоднородностей. Уже для стекол поперечником 50—70 см процесс охлаждения весьма сложен и длится несколько месяцев. Для кварцевого стекла эти трудности в значительной степени отсутствуют, ибо, как мы видели выше, при охлаждении на воздухе кварцевое стекло не обнаруживает никаких следов закалки. Это обстоятельство,^ также нечувствительность плавленого кварца к резким переменам температуры позволяют прибегнуть к своеобразному методу изготовления больших предметов, заключающемуся в последовательном на-плавливании, с помощью горелки кислородного пламени, одних слоев стекла на другие. По сообщениям иностранных журналов 187 таким методом были изготовлены зеркала поперечником до 167 см, и запроектировано изготовление зеркала диаметром в 508 см. Само собой разумеется, что изготовление зеркал столь большого размера из обыкновенного стекла — вещь чрезвычайно трудная.
Наконец кварцевое стекло является незаменимым материалом для изготовления разнообразных лабораторных источников ультрафиолетовых лучей: ртутных ламп, гейслеровых трубок, трубок для получения непрерывного водородного спектра, сосудов для получения искры под водой и т. д. Следует упомянуть также об абсорбционных сосудах' для спектрофотометрических работ и о фотоэлементах, чувствительных к ультрафиолетовой части спектра, которые также весьма удобно изготовлять из кварцевого стекла.
Наш перечень различных принадлежностей лабораторного оборудования, преимущества изготовления которых из кварцевого стекла очевидны, можно было бы продолжать еще дальше. Однако вряд ли это необходимо, так как и без того ясно, сколь большую роль играет кварцевое стекло в лабораторной технике. Следует впрочем подчеркнуть, что до последнего времени, особенно в условиях нашего Союза, кварцевое стекло играло в этой области далеко не ту роль, которая ему по праву принадлежит. Главной причиной этого была конечно дороговизна изделий из>кварцевого стекла и необходимость покупать эти изделия за границей. В результате очень часто приходилось мириться с различными неудобствами, заменяя в пределах возможности кварцевое стекло более дешевыми материалами. Следует однако надеяться, что с развитием у нас в Союзе кварцевой промышленности изделия из кварцевого стекла займут подобающее место в наших лабораториях, облегчив во многих случаях сложную работу научного эксперимента.
