Кварц айнеги: өндүрүштүн өзгөчөлүктөрү, ГОСТ. Оптикалык кварц айнек: колдонмо

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Айнек – пайдалуу сапаттардын жана касиеттердин жыйындысынан улам адам ишинин бардык чөйрөлөрүндө кеңири колдонулган эң байыркы материалдардын бири. Жашоодо (бул 5 миң жылдан ашык) анын химиялык формуласы дээрлик өзгөргөн, сапаттары гана өзгөргөн.

Кварц айнек

Көп жылдар бою адамдар айнекти уламдан-улам тунук жана ар кандай кыйратуучу факторлорго туруштук берүүгө умтулуп келишет. Бул максаттуу өркүндөтүүнүн натыйжасында кварц айнектери пайда болду - бул акылга сыйбас мүнөздөмөлөргө ээ болгон материалдын таптакыр жаңы түрү. Балким, дал ушул айнек адамзаттын мындан аркы өнүгүү багытын аныктайт.

Кварц айнеги – таза кремний кычкылынын эрүү продуктусу (SiO_{2). Кадимки айнектен айырмаланып, бул материал аморфтук абалда, башкача айтканда, анын так эрүү температурасы жок, катуу абалдан ысытылгандасуюктук акырындык менен өтөт. Кварцтын же силикаттын айнектин өнөр жайда кеңири колдонулушу негизинен ушул касиетке байланыштуу.}

Кварц айнек түзүлүш

Материалдын аморфтук мүнөзү кремний-кычкылтек тетраэдрине негизделген түзүлүшү менен түшүндүрүлөт. SiO_{2 молекулалар кычкылтек атомдорунун өз ара тартылуусунан улам бири-бири менен «байланышат».}

Молекулалардын бири-бирине карата тизилишинде катуу тартип жок болгонуна карабастан, алар чогуу үч өлчөмдүү тармактарды түзүшөт. Ошондуктан кварц айнектери аморфтук материалдардын касиетине ээ.

Силикат айнек, кадимки айнек сыяктуу, чийки затты эритүү аркылуу алынат. Ошентип, таза кремний диоксиди колдонсо болот - рок-кристалл, тамыр кварц, кварц күмү, ошондой эле жасалма жол менен алынган кремний кычкылы.

Кварц айнеги менен кадимки айнектин айырмасы

Тандалган чийки заттын түрүнө жараша акыркы продукциянын кээ бир касиеттери да аныкталат. Ошентип, рок-кристалл тунук жана тунук материал алуу үчүн колдонулат.

Силикат айнек менен жөнөкөй айнектин негизги айырмасы анын жогорку эрүү температурасында - 1500 Cо ашык. Ошол эле учурда кремний оксиди көрүнүүчү спектрде интенсивдүү жарык нурларын чыгара баштайт, башкача айтканда, жаркырап баштайт.

Чийки заттын аморфтук түзүлүшүнөн улам эрүү процесси бир топ убакытка чейин улана берет. Эритилген состав жогорку илешкектүүлүккө ээ, бул аны үйүп коюуга жана жылдырууга мүмкүндүк бербейт. алдубалдын калыңдыгы бирдей кварц айнегин чыгарууну кыйындатат.

Өндүрүш өзгөчөлүктөрү

Жогоруда айтылган бардык өзгөчөлүктөрдү эске алуу менен, силикат айнекти өндүрүү атайын жабдууларда гана мүмкүн. Эритүүчүлөр жогорку температураны кармап турушу керек, ал эми айнек буюмдарын түзүү үчүн 1800 Co жана андан жогору температурада ачык оттун агымын кармап туруу керек.

Өндүрүштүк жайга өзгөчө талаптар коюлат - ал стерилдүү болушу керек. Чет бөлүкчөлөрдүн бир аз көлөмү даяр кварц айнеги тез арада жарылып, касиетин жоготуп коюшуна сөзсүз алып келет.

Өзгөчө сапаттарга өндүрүштө иштеген кызматкерлер – айнек үйлөөчүлөр да ээ болушу керек. Алар өтө жогорку температура менен күрөшүүгө туура келет – жумуш учурундагы бир ката олуттуу жаракаттарга, күйүккө алып келиши мүмкүн.

Айнек желдеткичтин бардык негизги шаймандары ысыкка чыдамдуу материалдардан - граниттен, вольфрамдан жасалган, алар башка нерселер менен катар абдан оор. Андыктан кызматкерлер физикалык жактан күчтүү жана туруктуу болушу керек.

Кварц айнек касиеттери

Силикат айнегинин электр өткөрүмдүүлүгү төмөн, ошондуктан ал көп учурда татаал электр приборлорунда диэлектрик катары колдонулат. Кварц айнектеринин негизги пайдалуу касиеттерин үч топко бөлүүгө болот:

1. Жылуулук. Жогорку температурага туруктуулук (1200 Co), жылуулук кеңейүү коэффициенти (15 эсе)кадимки айнектен жогору), бул температуранын кескин жана олуттуу өзгөрүүсүнө туруктуулугун аныктайт (өндүрүштө продуктылар муздуу суу менен муздатылат).
2. Химиялык. Айнек химиялык жактан нейтралдуу, фосфор жана фтор кислоталарынан башка бардык щелочтор жана кислоталар менен реакцияга кирбейт (реакция 300 Co жогору температурада башталат).
3. Оптикалык. Кварц айнегинин сынуу көрсөткүчү кадимки айнектикинен 150 эсе төмөн (n_{e=1, 46). Мунун аркасында ал күн нурун жана кадимки жарыкты гана кемчиликсиз өткөрбөй, инфракызыл же ультрафиолет нурлануусун да кечиктирбейт.}

Бул касиеттердин бардыгы кварц айнегин курулуш материалы катары колдонууга, ошондой эле лабораториялык айнек буюмдарын, оптикалык приборлорду, электр жабдууларын, ысыкка чыдамдуу отко чыдамдуу материалдарды чыгарууга мүмкүндүк берет. Анын негизги колдонмолорунун бири оптикалык була өндүрүү болуп саналат.

Оптикалык кварц айнек

Өндүрүштө колдонулган технологияга жараша кварц айнеги тунук жана тунук болушу мүмкүн. Биринчи учурда анын структурасында жарыкты интенсивдүү чачыраткан көп сандагы газ көбүкчөлөрү болот.

Тунук айнек, же оптикалык кварц айнеги, ошондой эле аталат, абсолюттук бир тектүү, көбүктөрдү камтыбайт. Бул өзгөчөлүктөн улам материал жогорку ылдамдыктагы маалыматтарды өткөрүү үчүн оптикалык кабелдерди, оптикалык линзаларды жана призмаларды өндүрүүдө колдонулат.

Бренддер жана оптикалык айнек сериялары

Оптикалык айнектин бир нече маркалары бар: KU-1, KI жана KV. Продукциялар көзгө көрүнгөн, ультрафиолет жана инфракызыл нурларды өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен айырмаланат. Эң тунук KI айнек - ал 2600-2800 нм толкун узундугунда жарыкты өткөрүүгө жөндөмдүү, эң аз тунук - KV.

Колдонулган чийки затка жараша, ар кандай жарык өткөрүмдүүлүк кварц оптикалык айнек болушу мүмкүн. ГОСТ 15130-86 үч сериясы жөнүндө маалыматты камтыйт:

• 0 - нормалдуу иштөө шарттарында колдонулган материал;
• 100 - аз иондоштуруучу нурланууга туруктуу айнек;
• 200 - интенсивдүү иондоштуруучу нурлануунун шарттарында колдонула турган чийки зат.

Бренд жана айнек сериясы продукт кодун түзөт. Ал өндүрүштө колдонулат жана айнектин өзгөчө түрүн аныктайт. Биздин өлкөдө бирдиктүү шифрлөө системасы жок, андыктан ар бир компания өз өнүмдөрүн өз алдынча белгилейт.

Колдонуу чөйрөсү

Силикат айнек ар түрдүү буюмдарды жасоо үчүн колдонулат. Кварц айнек түтүктөрү суюктуктун деңгээлин өлчөө, электр жылыткычтарын жасоо, химиялык реакцияларды жүргүзүү жана агрессивдүү заттарды сактоо үчүн колдонулган илимий жана өндүрүштүк лабораторияларда суроо-талапка ээ.

Тунук эмес айнек өндүрүштө да кеңири колдонулат. Ал суюк азыктарды контролдоо талап кылынган жерлерде колдонулат.жогорку температура жана арзан болгондуктан, бардык жерде колдонулат.

Оптикалык айнек кеме курууда жана ракета өнөр жайында, негизинен жарык берүүчү приборлорду өндүрүү үчүн колдонулат. Нефть-химия тармагында бул материал жогорку химиялык туруктуулугу үчүн бааланат жана агрессивдүү суюктуктарды көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Учактарда алар кабиналарды аны менен жылтыратышат, ошондой эле жылуулук изоляциясы катары колдонулат.

Өндүрүүчүлөр ГОСТ 22291-83 талаптарына ылайык продукция чыгарышат. Кварц айнектери, түтүктөр, терезелер, призмалар, линзалар жана башка буюмдар массалык түрдө чыгарылат жана буйрутма менен жасалат.