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高纯石英炉管的固有缺陷

发布时间:2022-06-24      点击次数:149


石英管常用在温度不是太高的管式炉中。

失透(又叫析晶性)是高纯石英炉管的一个固有缺陷,从热力学观点看,石英炉管的内能高于结晶态方石英,属热力学上不稳定的亚稳态,当温度高于1000℃时,SiO2分子振动加速,经一段较长时间的重新排列、定向便形成结晶。失透性是以晶核成长速度来表示的,不透明石英制品在1520℃、透明石英制品在1620℃析晶速度分别达到峰值。析晶主要出现在表面,其次是内部缺陷处,原因是这些地方容易沾污,引起杂质离子的局部集聚,特别是碱离子(KNaLiCaMg)进入网络后引起粘度降低,促使失透加速。由于石英制品的热膨胀系数和比重同析晶产物β-方石英相近,所以在高温下炉管连续使用时,尽管析晶区不断扩大,但体积变化并不明显,仍可满意地继续使用,此时尚可减轻石英炉管的塑性变形,使耐火度提高。当析晶产物冷却到800℃时,则出现细小的龟裂网络。继续冷却到200-275℃时,则出现方石英从高温型到低温型(即β-方石英→a-方石英)的结构变化,并伴随着发生体积聚变,如果析晶层很深,则石英玻璃亦随之破裂。由于析晶常常出现在有杂质的地方,所以高温高纯炉管在使用时要使用非碱性的耐火材料、同时使用气氛,及烧结挥发物尽可能的减小碱性粒子,使用完毕及时清洗炉管内壁,以延长炉管使用寿命。

 


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