なぜQuartzをアニールする必要があるのか

処理方法、使用、および外観によれば、Quartz Glassは透明と不透明の2つのカテゴリに分類されます。透明なカテゴリには、融合した透明な石英ガラス、融合したクォーツガラス、ガス反復透明なクォーツガラス、合成石英ガラスなどのタイプが含まれます。不透明なカテゴリは、不透明な石英ガラス、光学石英ガラス、半導体用の石英ガラス、電灯の供給源用の石英ガラスで構成されています。さらに、石英ガラスは、純度、普通、ドープの純度に基づいて3つのカテゴリに分割されます。

礼拝は、高温耐性石英ガラスに固有の欠陥です。石英ガラスの内部エネルギーは、結晶クォーツの内部エネルギーよりも高く、熱力学的に不安定なメタスト可能な状態に配置されます。温度が上昇すると、SiO2分子の振動が加速し、時間が経つにつれて、これは再配置と結晶化につながります。結晶化の成長は主に表面で発生し、その後内部欠陥が続きます。これは、これらの領域が汚染の影響を受けやすく、不純物イオンの局所蓄積をもたらすためです。 K、Na、Li、Ca、Mgなどのアルカリイオンは、ガラスの粘度を低下させる可能性があり、それにより偏りが加速されます。

ガラスは貧弱な熱の導体であることに注意することが重要です。クォーツガラス（圧力下にない場合）が加熱または冷却されると、ガラスの外層が最初に温度変化を経験します。外側は熱がガラスの内側に伝達される前に熱を加熱または冷却し、表面と内部の温度差を生み出します。加熱すると、クォーツガラスの外層が高温のために膨張しますが、より涼しいインテリアはこの膨張に抵抗し、元の状態を維持します。この相互作用は、2種類の内部応力を生成します。「圧縮応力」は、外側の層に作用して膨張に抵抗するために作用します。また、「引張応力」は、内側の層の膨張する外層によって及ぼす力です。集合的に、これらの力はクォーツガラスのストレスと呼ばれます。

石英ガラスの圧縮強度は引張強度よりも大幅に大きいため、内層と外側の両方の層の両方が加熱すると大きな温度差に耐えることができます。ランプ処理中、石英ガラスは、壊れることなく水素酸素炎で直接加熱できます。ただし、500°C以上の温度に加熱された石英ガラスが突然冷却水に入れられた場合、粉砕される可能性があります。

熱応力石英ガラス製品一時的なストレスと永続的なストレスに分けることができます。

一時的なストレス：

ガラスの温度変化がひずみ点温度よりも低い場合、熱伝導率は低く、総熱は不均一であるため、特定の熱応力が発生します。この熱応力には温度差があります。この熱応力は一時的な応力と呼ばれます。通常の時間に生成および処理された石英コアロッドのコア層は、異なる化学物質と混合されているため、不均一な加熱を生成するのは非常に簡単であることに注意する必要があります。したがって、スプライシングが完了した後、ロッドボディの温度は炎によって均一になり、全体の温度勾配を可能な限り穏やかにし、それによって石英コアロッドの一時的な応力が大幅に排除されます。

永続的なストレス：

ガラスがひずみ点温度の上から冷却されると、ガラスが室温に冷却され、内層と外層の温度が等しくなると、温度差によって生成される熱応力が完全に消えません。ガラスにはまだある程度のストレスがあります。永久応力のサイズは、ひずみ点温度を超える製品の冷却速度、石英ガラスの粘度、熱膨張係数、および生成物の厚さに依存します。処理後、生成された永続的な応力は、その後の処理と生産に影響を与えました。したがって、永続的な応力は、アニーリングによってのみ排除できます。

石英ガラスのアニーリングは、加熱段階、一定温度段階、冷却段階、自然冷却段階の4つの段階に分かれています。

加熱段階：石英ガラスの要件については、この作業は光学製品のアニーリング要件に基づいています。加熱プロセス全体がゆっくりと1100°Cに加熱されます。経験によれば、温度上昇は4.5/R2°C/minで、Rは石英ガラス製品の半径です。

一定温度段階：石英ロッドが実際の最大アニーリング温度に達すると、炉の本体が一定の温度処理を受けて、生成物の熱勾配を遅くし、すべての位置で均等に加熱します。次の冷却の準備をします。

冷却段階：クォーツロッドの冷却プロセス中に非常に小さな永続的な応力を排除または生成するために、この段階では、過度の温度勾配を防ぐために温度をゆっくりと低下させる必要があります。 1100°Cから950°Cの冷却速度は15°C/時です。 950°Cから750°Cの冷却速度は30°C/時です。 750°Cから450°Cの冷却温度は60°C/時です。

自然冷却段階：450°C未満で、断熱環境を変更することなくアニーリング炉電源を切り取り、自然に100°C未満に冷却します。 100°C未満で、断熱環境を開き、室温まで冷却します。

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