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石英玻璃深加工之脫羥工藝條件

作者:奧固鴻已有:N多人關(guān)注

脫羥氣氛根據(jù)羥基的形成條件和脫羥機理，為使羥基的形成反應(yīng)逆向進行就要采用干燥（無水）和無氫的氣氛條件。目前通用的脫羥氣氛一般采用真空脫羥（真空脫羥爐中進行）、在脫羥爐中通入干燥的氮氣脫羥或在干燥的空氣中脫羥。
脫羥溫度脫羥過程實際上是石英玻璃中的=Si-OH之間的—OH和H+反應(yīng)生成H2O分子而擴散釋出的過程，因此溫度應(yīng)達到石英玻璃的應(yīng)變溫度（n=10^14.5dPa`S），大量實驗證明，脫羥溫度在應(yīng)變溫度和轉(zhuǎn)變溫度（n=10¹³ dPa`S）之間較合適。溫度低，分子運動減慢，脫羥時間長；溫度高，脫羥時間短但玻璃在高溫下易產(chǎn)生變形或析晶。通常脫羥采用的溫度為950~1100℃之間，不同生產(chǎn)工藝制備的石英玻璃采用的脫羥溫度有所不同。
脫羥時間脫羥時間取決于石英玻璃的制備工藝及規(guī)格尺寸、所采用的脫羥氣氛及溫度。

在正常熔制情況即氧化或中性氣氛下如以SiCl4為原料、氫氧焰為熱源高溫水解氣相沉積合成的石英玻璃和以水晶為原料、氫氧焰為熱源氣煉熔制的石英玻璃中大部分羥基呈穩(wěn)定狀態(tài)，制品的規(guī)格尺寸大的話，即使脫羥時間再長也很難將其中的羥基全部脫出。通常0.5~1.0mm厚合成和氣煉石英玻璃片在真空或干燥的N2\1050℃的脫羥條件下，經(jīng)過140h以上方可脫出50%左右的羥基，時間再長幾乎不再脫出。
而在富氫的還原性氣氛下熔制的石英玻璃如以H2為保護性氣體的連熔爐熔制的石英玻璃，由于氧缺陷的存在，石英玻璃中的羥基呈亞穩(wěn)狀態(tài)，很容易擴散放出H2，如1~1.5mm厚的煉熔石英玻璃管在真空或流動的干燥N2、1050℃的脫羥條件下，經(jīng)過2h即可脫出90%以上的羥基。
同樣，若在富氫的還原性氣氛下合成或氣煉的石英玻璃，相同脫羥條件，也可大幅度增加脫羥量。
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