Brennen von Quarzglas

Quarzglas erzeugt Spannungen, wenn es nicht gleichmäßigen Temperaturen ausgesetzt wird.wo die räumliche Anordnung der Atome "optimal" istWenn Quarzglas ungleichmäßig erhitzt wird, verursacht es eine Differenzielle Ausdehnung.Stress entsteht, wenn sich erhitzte Bereiche nach außen ausdehnen, aber durch kühlere Umgebung eingeschränkt werdenWenn die Temperatur jedoch zu schnell abfällt, steigt die Viskosität zu schnell, was die Anpassung der atomaren Strukturen an die niedrigere Temperatur verhindert.die zu Zugspannungen führt, die Frakturen verursachen könnenDie Temperatur, bei der die Viskosität des Quarzglases 1014,6 Poise übersteigt, wird als Dehnungspunkt bezeichnet.in diesem Stadium, kann aufgrund der hohen Viskosität nicht gelindert werden.

Brennparameter

Um die Belastung zu mindern, muss Quarzglas auf eine Temperatur erhitzt werden, die eine Atomerumordnung ermöglicht (normalerweise ≤ 1 Stunde).,ist leicht über dem Dehnungspunkt (Viskosität von ~ 10 ‰ 100). Bei wenig wasserlöslichem geschmolzenem Quarz sind die Dehnungs- bzw. Glühpunkte etwa 1050°C bzw. 1080°C.Die Glühmaschine muss nicht an den Glühpunkt gelangen.Bei niedrigeren Temperaturen bedarf es längerer Dauer.

Optimal ist, dass das Glühen bei 1150°C für 20°30 Minuten die Belastungsentlastung ausgleicht und die Opazität minimiert.Zu den wichtigsten Grundsätzen gehören die Verwendung der niedrigstmöglichen Höchsttemperatur und die Aufrechterhaltung einheitlicher TemperaturgradientenDie Kühlung nach dem Aufglühen ist zu kontrollieren:

• Erste Kühlphase bei 200 °C: ≤ 100 °C/min, um einen thermischen Schock zu vermeiden.
• Anschließende Kühlung: Beschleunigung nach den thermischen Ausdehnungskoeffizienten.

Restbelastung und virtuelle Temperatur

Auch nach der Belastungsentlastung bestehen aufgrund von abkühlinduzierten thermischen Gradienten Restbelastungen.Restbelastungen beeinflussen nichtoptische Anwendungen nur geringfügig, können jedoch nachweisbare Abmessungsänderungen bei dicken Bauteilen verursachen.

Virtuelles Temperaturphänomen

Eine schnelle Abkühlung erzeugt eine virtuelle Temperatur, ein metastabiler Zustand, bei dem die Atomstrukturen hochtemperaturartige Konfigurationen nachahmen.Veränderungen der Dichte auftretenSo schrumpft beispielsweise ein bei 1150°C (gegenüber einer virtuellen Temperatur von 1250°C) aufgeschmolzener Quarzstab um 0,01°C 0,03 mm, wodurch eine Dimensionsverzerrung besteht.

Praktische Überlegungen

• Längenbalkenkomponenten: Rohstoffe zur Verringerung der virtuellen Temperatur und zur Verarbeitung nach der Verarbeitung.
• Optische Anwendungen: Strenge Kühlraten sorgen für eine einheitliche Brechbarkeit.
• Spannungserkennung: Die polarisierte Lichtanalyse ermittelt Restspannungen in dicken Abschnitten.

Schlussfolgerung

Die präzise Temperaturkontrolle und das Verlagsmanagement während des Glühens sind entscheidend, um die Integrität des Quarzglases zu bewahren.Hersteller erzielen eine optimale Belastungsentlastung bei gleichzeitiger Wahrung der Dimensions- und optischen Stabilität.

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