52. Печи для производства кварцевого стекла: устройство, принцип действия.

Различают два вида кварцевого стекла: непрозрачное (которое содержит множество пузырьков газов и воздуха), и прозрачное (чистое и не содержащее воздух и газ). Прозрачное кварцевое стекло по качеству делится на техническое, оптическое и особо чистое. Для наплавки кварцевого стекла используют электротермический метод. Используют стержневые печи. Плавление кварца осуществляется при тем-ре 1750-1800 С. Изделия, полученные этим методом формуют прокатом, выдуванием, прессовыдуванием. Из печи извлекается графитовый стержень и вводится внутрь печи графитовый конус, через который подают сжатый воздух и заготовка принимает форму кварцевой трубки. Давление воздуха, кот выдувается изделие 5-8 атм. Формуют изделие до 1550 С.

1 – корпус печи 2 – кварцевая крупка 3 – кварцевое стекло 4 – кв. трубка 5 – нагреватель.

Для производства кв. труб диаметром до 500 мм, используют роторные электрические печи(печи вращающиеся). Если формуют большое изделие , то место графитового стержня используют низкотемпературную плазму или электрическую дугу. Для наплавления кварцевого стекла используют многостержневые эл. Печи. В стержневых печах нагреватели находятся в кварцевом песке (оплавляют его). При электротермическом способе Исходный материал – кварцевая крупка из природного кварца (иногда - прошедшего химическую очистку). Современный процесс идет в невысоком вакууме при остаточном давлении Не или Н 2 ~0.01 – 1 Па. Окислительно-восстановительные условия регулируются составом газовой среды. Крупка подается в пламя электрической дуги сверху. Расплав стекает в тигли, изготовленные из Мо или графита. Недостаток метода – высокая пузырность стекла, которая является следствием высокой вязкости из-за невысокой температуры. Она может быть уменьшена использованием вакуум-компрессионного метода (всесторонне сжатие под давлением заставляет пузыри схлопываться).Так получают кварцевое стекло для труб технического назначения (химическая промышленность, лабораторная посуда, стекло для осветителей и пр.), где не требуется формирование изображения. Кроме пузырности эти стекла иногда обладают другим недостатком – зернистостью микроструктуры. Это установлено теневыми методами наблюдения оптической однородности. Причина,по-видимому, в неполном проплаве зёрен крупки.Газопламенный способ. Стеклооптического качества получается как и в предыдущем способе.крупка поступает сверху в пламя,образованное водородно-кислородными горелками, расположенными по кругу. Развивается температура до 2100-2200˚ и обеспечивается меньшая, чем в предыдущем способе, вязкость (~10 5 П), что способствует как большей однородности стекла, так и меньшему количеству пузырей. Окислительно-восстановительные условия регулируются соотношением О ₂ и Н ₂. Это оказывается очень существенным как для формирования величины показателя преломления (который зависит от этого фактора), так и для однородности заготовок стекла.