Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
о
та для плавленого кварца. (При длине волны 2 100 А через плавленый кварц проходит примерно 90% света. Стекло пайрекс 7740 поглощает весь проходящий свет.) Кроме того, кварц обладает высоким коэффи-
о
циентом пропускания в инфракрасной области 30 000—40 000 А.
Как кристаллический, так и плавленый кварц химически (см. далее) и термически устойчивы, хотя около 500 °С у кристаллического кварца возникает так называемое «двойникование» — форма разрушения 'кристалла, которая, однако, не влияет на свойства последнего.
Температурный коэффициент линейного расширения кварца исключительно низок; его величина составляет 7з4 коэффициента расширения меди, V17 — платины, V? — стекла пайрекс и V9 — вольфрама (см. табл. 40).
Основные свойства кристаллического и плавленого кварца приведены в табл. 40 [Л. 1, 2].
Плавленый кварц можно различными методами протянуть в тонкую нить [Л. 3]. Эти нити проявляют почти идеальную упругость вплоть до точки разрушения. Промышленностью производятся кварцевые нити толщиной менее 2,5 мкм. Такие нити используются в качестве подвесных, торзионных или упругих элементов для электрометров (гальванометров), микровесов, индикаторов давления света и т. д.
Кварц разрушается плавиковой кислотой при комнатной температуре, а плавленый кварц разъедается фосфорной кислотой при темпе-172
Таблица 40
Свойства кристаллического и плавленого кварца
Свойства Кристаллический кварц (ориентация по отнолению к оптическое оси; Плавленый кварц (прозрачный)
JL 1!
Плотность, г/смг 2,65 2,65 2,20
Твердость по шкале Мооса 6,3—7,0 6,3—7,0 4,9
Предел прочности на раздавливание,
кгс/мм2 224 244 199
н м2 219 * 107 239-1О7 195-107
Предел прочности на растяжение 4,9
прутка диаметром 0,6 см, кгс мм2 — —
Ht м2 — — 4,8-Ю7
нити, кгс/мм2 — — 30,2—81,5
н/м2 — — (29,6-^80) • 107
Модуль сжатия, кгс/мм2 — — 424
н/м2 Модуль сдвига, кгс'мм2 — — 41s5 * 107
— — 3 050
HfM2 — — 990-1О7
Модуль упругости
Юнга, кгс'мм2 — — 3 100
н/м2 — — 3 040-107
Средний температурный коэффициент ли- 16,9 9,6 0,55
нейного расширения при 20—320 °С, ХЮ~6/°с Относительное удлинение при температуре, °С:
0—80 13,37 7,9 —
—191 + 16 — — 0,256
0—30 — 0,42
0—100 0,50
0—800 — 0,546
0—1 200 — 0,585
Теплопроводность, кал/(см-сеК'*С) 0,0170 0,0320 0,0033
вт (м-° С) 7,1 1,34 0,138
Удельная теплоемкость при 0,18 0,18 0,18
20 *С, кал/ (г-°С)
дж/(кг- °С) 752 752 752
Точка плавления (приблизительная вели- — — 1 756
чина), °С
Точка размягчения, °С — — 1 667
Точка закалки, °С — — 1 070
Удельное электрическое сопротивление при — — Ы019
500 в, 25 °С, ом-см
Диэлектрическая постоянная 4,2—4,7 4,5—5,0 4,1
Показатель диэлектрических потерь при — — 0,0009
10^000 в и 994 гц, %
Фактор мощности при 10 000 в и 994 гц, % — — 0,00023
Поверхностные утечки при 500 в; расстояние между электродами 1 см, а/см\ (1-ь5) • 10~4
50% относительной влажности — —
90% относительной влажности — — (225)-10-7
Диэлектрическая прочность при 50 °С, — — 162-103
толщина образца 0,63 см, в/см
Коэффициент преломления NaD 1,553 1,544 1,458
ратуре выше 300 °С. При высоких температурах кварц до некоторой степени восстанавливается водородом; таким образом, пламя газов, содержащих водород, вызывает поверхностный эффект, который ошибочно принимают за расстекловывание, однако фактически на поверхности осаждается гидрид кремния, впоследствии частично окисляющийся до кремния или двуокиси кремния.
Тонкие пластины плавленого кварца проницаемы для неона, водо рода и гелия. Проницаемость растет с температурой и давлением. Кроме того, плавленый кварц абсорбирует или адсорбирует пары во-
173
ды — этот эффект особенно заметен в кварцевых нитях, на прочность и упругие свойства которых адсорбция паров воды влияет отрицательно.
Относительные температурные коэффициенты линейного расширения различных материалов в сравнении с плавленым кварцем (его коэффициент произвольно взят равным 1) приводятся ниже.
Плавленый кварц . . . . 1 Флинтглас . 14
Уголь 2 Г рафит 14
Пайрекс 6 Зеркальное стекло и
Фарфор 6 кронглас . . 16
Вольфрам 9 Платина 17
Твердое стекло . . . . 10 Литое железо . . . 18
Тантал 11 Медь 34
Ниже приводятся данные о возможности применения плавленого кварца в различных условиях при повышенных температурах.
1 000°С — годен к непрерывной службе без изменения физических свойств;
1 150 °С — можно использовать для непрерывной или эпизодической службы; при этом срок службы в каждом отдельном случае ограничивается соответствующим влиянием остальных условий процесса. Заметного разрушения можно ожидать, если кварц находится в контакте со щелочами, некоторыми окислами металла, щелочными фосфатами, вольфраматом и мо-либдатом натрия. Фосфорная кислота разъедает кварц при температуре выше 300 °С, а плавиковая кислота — при всех температурах;
1 250 °С — при этой температуре практически еще возможно эпизодическое использование при наличии соответствующих условий (см. ранее);
1 350°С — годен для кратковременной службы; при прочих идеальных условиях в течение 4 ч теряет приблизительно 50% прочности.
