2018年9月18日星期二
石英玻璃片的光學性能
石英玻璃片的光學性能有其獨到之處,它既可以石英管透過遠紫外線,是所有透紫外材料最優者,又可透過可見光可近紅外光譜。由於石英玻璃耐高溫,熱膨脹系數極小,化學穩定性好,氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學玻璃媲美,所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩定度光學系數的必不可少的光學材料。
按其光學性能可分為三類:
遠紫外類 JGS1
在紫外和可見光譜範圍內透明; 在185-250nm波段範圍內無吸收帶; 在2600-2800nm波段範圍內有強吸收帶;非發光,光輻射穩定。
紫外類JGS2
在紫外和可見光譜範圍內透明; 在200-250nm波段範圍內無吸收帶; 在2600-2800nm波段範圍內有強吸收帶陶瓷;非發光,光輻射穩定。
紅外類石英 JGS3
在可見和紅外光譜範圍內透明; 在2600-2800nm波段範圍內無明顯吸收帶。
和普通硅酸鹽玻璃相比,透明石英玻璃在整個波長頭優良的透過性能。在紅外區光譜透過比普通玻璃大;在可見區,石英玻璃的透過率也是比較高的。在紫外光譜區特別是在短波紫外區,光譜透過比其他玻璃好的多
光譜透過率受三個因素影響:反射,散射和吸收。石英玻璃的反射一般為8%,紫外區大一些,紅外區小一些。所以石英玻璃的透過率一般不大於92%。石英玻璃的散射比較小,一般可以忽略。光譜吸收和石英石英舟玻璃的雜質含量和生產工藝有密切的關系;在低於200鈉米波段的透過率的高低,代表金屬雜質含量的多少;240鈉米的吸收表示缺氧結構的多少;可見波段的吸收是由於過渡金屬離子的存在造成的,2730鈉米的吸收是羥基的吸收峰,可以用於計算羥基含量。
石英玻璃管的失透性
失透(又叫析晶性)是石英玻璃管的一石英個固出缺陷,從熱力學觀點看,陶瓷石英玻璃 石英玻璃的內能高於結晶態方石英,屬熱力學上不不亂的亞穩態,當溫度高於1000℃時,SiO2 分子振動加速,經一段較長時間的重新排列、定向便形成結晶。失透性是以晶核成長速度來表示的,石英管不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分別達到最大值。
析晶主要泛起在表面,其次是內部缺陷處,原因是這些地方輕易沾污,引起雜質離子的局部集聚,特別是堿離子(如K、Na、Li、Ca、Mg等)進入網絡後引起粘度降低,促使失透加速。
因為石英玻璃管的熱膨脹系數和比重同析晶產物β-方石英相近,所以在高溫下連續使用時,盡管析晶區不斷擴大,但體積變化並不顯著,仍可滿足地繼承使用,此時尚可減輕玻璃的塑性變形,使耐火度進步。當析晶產物冷卻到800℃時,則泛起細小的石英舟龜裂網絡。繼承冷卻到200-275℃時,則泛起方石英從高溫型到低溫型(即β-方石英→a-方石英)的結構變化,並伴跟著發生體蘊蓄變,假如析晶層很深,則石英玻璃亦隨之破裂。因為析晶經常泛起在有雜質的地方,所以高溫使用前的表面狀態及附近耐火材料、氣氛十分重要。有關使用石英玻璃時留意事項後面還要先容。
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