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  • 產品性能

    熱學性能

    2017-09-16 11:48:56
    1、線膨脹系數 
    石英玻璃的線膨脹系數比所有材料的線膨脹系數都低,見下圖值得注意的是和其它物質一起使用,必須考慮到其它物質的膨脹系數,否則就會造成破損。
    2、抗熱振性  
           由于石英玻璃具有極低的線膨脹系數,故具有非常好的抗熱振性能。透明石英管試樣在加熱到1000℃再投入到20℃水中不會炸裂。通常用經多次加熱淬水直到破碎的次數來衡量其抗熱振能力。

    3、熱導率 
          石英玻璃是熱的不良導體。

    4、比熱容 
    5、粘度  
           α-方石英在1730℃熔化為石英玻璃,而石英玻璃是非晶體材料,沒有固定的熔點。一般用不同溫度下的粘度值來表征其熱加工性能和應用性能。在熔融狀態下,石英玻璃的粘度為105~106dPa·s(或“泊”),而普通玻璃的粘度只有102 dPa·s 。p6圖1-4是常規石英玻璃與合成石英玻璃的粘度隨溫度的變化曲線。
     
           加熱石英玻璃,當粘度達到1013~1014 dPa·s時(約相當于1200℃),石英玻璃開始發生變形。所以一般要求石英玻璃制品應在1100℃以下工作。當加熱到1400~1500℃時,粘度達到109~1010 dPa·s,石英玻璃變形加快。再升溫到1700℃,粘度為106 dPa·s,可以進行吹制、彎曲等熱加工。但石英玻璃的熱加工比普通玻璃困難得多,因為稍微離開熱源立即變硬。
     
           影響石英玻璃粘度的因素主要是溫度、玻璃的熱歷史、羥基含量和雜質含量。
     
            任何雜質都會使石英玻璃粘度降低。它們滲入石英玻璃結構中,加熱到高溫時,就會削弱O-Si-O結合的鍵強,使玻璃粘度下降。不同工藝方法制造的石英玻璃羥基含量也不相同,對其粘度影響很明顯。p6圖1-5是電熔法、氣煉法、合成法制造的石英玻璃粘度曲線。p6圖1-6是在合成石英玻璃熔制時一些摻雜元素對其粘度的影響。
    6、軟化點
           石英玻璃粘度為107.6 dPa·s時的溫度,稱軟化溫度,此溫度大致對應操作溫度的下限。一般純度越高、羥基含量越低,軟化點越高,一般在1600~1700℃之間。
    7、應變點
           石英玻璃粘度為1014.5 dPa·s時的溫度,此溫度實際上是加熱石英玻璃時內應力開始消除時的溫度,是確定退火下限溫度的依據。一般純度越高、羥基含量越低,應變點越高,一般在1070~1120℃之間。
    8、玻璃化溫度
           石英玻璃粘度為1013 dPa·s時的溫度,在此溫度下石英玻璃的折射率、比熱容、熱膨脹系數等發生突變,玻璃的結構也發生變化,高于此溫度玻璃進入粘滯狀態,而低于此溫度玻璃處于脆性狀態,一般純度越高,羥基含量越低,玻璃化溫度越高,一般在1180~1250℃之間。
     
    9、析晶  
           析晶是石英玻璃在高溫下析出二氧化硅結晶相的過程,先是隨機的產生晶核,在其周圍開始生長不斷結晶,直到整個玻璃體。溫度越高結晶前沿的擴展速度就越快。然而玻璃內部或表面上的雜質和爐中氣氛對晶核的出現與擴展影響很大。透明石英玻璃的純度很高,在其內部難以生成晶核,通常析晶總是由于表面上或多或少的污染點開始,再向內部擴展。高純度透明石英玻璃的析晶溫度為1250℃,即使質量再優良的石英玻璃在此溫度以上長期使用,也會析晶。堿金屬和堿土金屬離子對析晶有極大影響,約可降低析晶開始溫度200~300℃。不透明石英玻璃的抗析晶能力較差。
           石英玻璃的雜質含量、羥基含量、表面狀態、使用氣氛和加熱的材質等是造成石英玻璃析晶(使玻璃轉變成方石英)的主要原因。
           已經產生析晶的石英玻璃制品當冷卻到275℃以下時會在析晶層產生裂紋。這些裂紋會向沒有析晶的部分擴展,直到整個制品破碎。但若不降溫到300℃以下,這些析晶層仍然是透明的,所以只要總是保持在300℃以上使用,析晶層就不會產生破壞,制品就可以使用相當長的時間。
    在1100~1700℃之間析晶速度比較快,1000℃下長期加熱也會析晶。
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