Quarzglas: Eigenschaften von Quarzglas

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Eigenschaften von Quarzglas

Eigenschaften [Englisch, Metrisch, Wert des Internationalen Einheitensystems (SI)]
Spurenverunreinigungen
Druckberechnungen
Richtlinien für die richtige Verwendung von Quarzglas

Kieselsäure kommt fast überall in der Natur vor, sie stellt fast 1/3 der Masse der Erdkruste dar. Glaskieselsäure ist der Oberbegriff, der verwendet wird, um alle Arten von Quarzglas zu beschreiben, wobei die Hersteller das Material entweder als Quarzglas oder Quarzglas bezeichnen.

Hergestellt durch die Fusion von natürlich vorkommender kristalliner Kieselsäure, entweder Sand oder Bergkristall, ist eine breite Palette von Produkten erhältlich, die undurchsichtig, durchscheinend oder transparent sein können. Wenn das Siliziumdioxid synthetisch gewonnen wird, wird das hergestellte Material allgemein als synthetisches Quarzglas bezeichnet.

Glaskieselsäure bietet in all ihren Formen eine Vielzahl von Eigenschaften wie:

Permeabilität
Extreme Härte
Sehr niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
Beständigkeit gegen hohe Temperaturen
Hohe chemische Reinheit
Hohe Korrosionsbeständigkeit
Umfangreiche optische Übertragung von Ultraviolett bis Infrarot
Hervorragende elektrische Isolationseigenschaften
Bemerkenswerte Stabilität unter Atombombardement

EIGENTUM	ENGLISCH & METRISCH SYSTEMWERT	INTERNATIONALES SYSTEM WERT DER EINHEITEN (SI)
Dichte	2,2 g/cm3	2,2 x 103 kg/m3
Härte	5,5-6,5 Mohs-Skala 570KHN100
Design Zugfestigkeit	7.000 psi	4,8 x 107 Pa (N/m²)
Design Druckfestigkeit	Mehr als 160.000 psi	Größer als 1,1 x 109 Pa
Kompressionsmodul	5,3 x 106 psi	3,7 x 1010 Pa
Steifigkeitsmodul	4,5 x 106 psi	7,2 x 1010 Pa
Elastizitätsmodul	10,5 x 106 psi	7,2 x 1010 Pa
Poisson-Verhältnis	.17	.17
Wärmeausdehnungskoeffizient	5,5 x 10-7 cm/cm°C (20°C – 320°C)	5,5 x 10-7 m/m°K (293°K – 593°K)
Wärmeleitfähigkeit (20°C)	3,3 x 10-3 g calcm/cm²°C	1,4 W/m°K
Spezifische Wärme (20°)	.16gm cal/gm	670 J/kg°K
Erweichungspunkt	1683 °C	1956°
Glühpunkt	1215 °C	1488°
Dehnungspunkt	1120 °C	1393°
Elektrischer Widerstand	7(107) ohmcm (350°C)	7(107)Ohm-m
Dielektrische Eigenschaften	(20°C und 1 MHz)	(293°K und 1 MHz)
Konstante	3.75	3.75
Stärke	5 x 107 Volt/mil	5 x 107 V/m
Verlustfaktor	Weniger als 4 x 10-4	Weniger als 4 x 10-4
Dielektrischer Verlustfaktor	Weniger als 1 x 10-4	Weniger als 1 x 10-4
Brechungsindex	1.4585	1.4585
Constrigence (Nu-Wert) Geschmolzener Quarz	67.56	67.56
Geschwindigkeit der Schallscherwelle	3,75 x 105 cm/Sek.	3,75 x 103 m/s
Geschwindigkeit der Schallkompressionswelle	5,90 x 105 cm/Sek.	5,90 x 103 m/s
Schalldämpfung	Weniger als 11 db/mMHz	Weniger als 11 db/mMHz
Permeabilitätskonstanten	(cmmm/cmseccm von Hg – 700°C/973°K)
Helium	210 x 10-10
Wasserstoff	21 x 10-10
Deutrium	17 x 10-10
Neon	905 x 10-10

SPUREN VON VERUNREINIGUNGEN

TYP (PPM)

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

WIE

*OH-

GE 124®

<.002>

<0,2

0.4

0.01. <

0.05. <

0.2

0.6

0.1

0.05. <

0.7

<0,1

<0,2

<0.003

1.1

0.8

GE 214®

<.002>

<0,2

0.4

0.01. <

0.05

0.05. <

0.2

0.6

0.1

0.05. <

0.7

<0,1

<0,2

<0.003

1.1

0.8

NSG OZ®

–

2.5

–

0.5

0.9

1.7

0.06

0.3

0.03

2.5

–

0.8

–

200

TYP (PPB)

Wie

Sein

Corning 7980 ®

<150

-40

n.d.

<100

14. <

<10

<20

n.d.

<10

<13

<15

n.d.

Moment

21. <

25. <

<10

<150

<100

40. <

<10

30. <

DRUCKBERECHNUNGEN

INNENDRUCKBERECHNUNGEN BRUCHFORMEL FÜR ROHRE Da Quarzglas in Anwendungen mit Innendrücken verwendet wird, ist es hilfreich, den maximalen Druck zu kennen, der auf ein ausgewähltes Quarzglasrohr ausgeübt werden kann. Die Formel rechts kann diese Information bei Raumtemperatur annähernd annähern. S = pr/t Wobei:S = Reifenspannung in Pa
p = Arbeitsdruck (Pa)
r0 = Innenradius (mm)
t = Wandstärke (mm)

Diese Formel kann nicht verwendet werden, wenn der Innendruck 100 psi überschreitet.

BRUCHDRUCKBERECHNUNGEN FÜR SCHEIBEN UND PLATTEN
Die Bestimmung der Druckdifferenz ist für viele Anwendungen von beanspruchten Quarzglasscheiben, -platten und -schaugläsern erforderlich. Die folgenden Formeln können für Raumtemperaturanwendungen von Teilen mit entweder geklemmten oder nicht geklebten Kanten verwendet werden.

A = Nicht unterstützte Fläche in sq/inches

T = Dicke (Zoll)

F = Sicherheitsfaktor (7)

M = Bruchmodul (7.000 psi)

P = Druck (psi)

DIE OBEN GENANNTEN DRUCKBERECHNUNGEN SIND NUR EMPFEHLUNGEN.
DIE TATSÄCHLICHEN DRUCKPUNKTE KÖNNEN JE NACH BENUTZERANWENDUNG VARIIEREN

RICHTLINIEN FÜR DIE RICHTIGE VERWENDUNG VON QUARZGLAS

REINIGUNG

Die Reinigung von Quarzglas ist entscheidend, bevor er in einer Anwendung eingesetzt wird. Der Quarzglas sollte gereinigt werden, indem er nicht länger als zehn (10) Minuten in eine maximale 7%ige Lösung von Ammoniumbifluorid oder für nicht mehr als fünf (5) Minuten in eine maximal 10% ige Lösung von Wassersäure gegeben wird. Nach der Reinigung mit der oben genannten Methode sollte der Quarzglas in entionisiertem oder destilliertem Wasser gespült und anschließend getrocknet werden.

AUSFÜHREN IN PROZEDUR

Um die Beständigkeit gegen Devitrifikation und Durchhängen Ihrer Quarzware zu erhöhen, muss eine gleichmäßige Schicht aus Cristobalit auf der Außenfläche von Quarzrohren gebildet werden. Setzen Sie ein neues Rohr einer Temperatur von bis zu 1200 ° C aus und drehen Sie es in den ersten 12 bis 24 Stunden alle zwei (2) Stunden um 90 °.

LAGERUNG

Wenn es der Platz zulässt, sollte Quarzglas in seinem ursprünglichen Versandcontainer aufbewahrt werden. Wenn das nicht praktikabel ist, sollte zumindest die Verpackung beibehalten werden. Im Falle von Schläuchen sollten die Endabdeckungen bis zur Verwendung des Produkts an Ort und Stelle gehalten werden. Dies schützt die Enden vor Abplatzungen und hält Schmutz und Feuchtigkeit fern, die die Reinheit und Leistung des Schlauches beeinträchtigen könnten.

DIESE PRODUKTE WERDEN GEGLÜHT

Sowohl Quarz- als auch Quarzglas werden bei ca. 1150°C geglüht. Sie erreichen jedoch einen Dehnungspunkt bei etwa 1120°C. Diese Glasprodukte werden, wenn sie nach Gebrauch bei Temperaturen über diesem Dehnungspunkt schnell abgekühlt werden, wieder eine Dehnung entwickeln. Besondere Vorsicht ist geboten, wenn großformatige Produkte verwendet werden.

BEIM FÜGEN VON QUARZGLAS UND ANDEREN MATERIALIEN

Quarz- und Quarzglas dehnen sich im Gegensatz zu anderen Materialien mit steigender Temperatur nur geringfügig aus. Es ist vorsicht geboten, wenn diese Glasprodukte mit anderen Materialien verbunden sind und die Temperatur steigt, um die Entwicklung von Rissen zu vermeiden.

BEIM EINSETZEN DES OFENS IST VORSICHT GEBOTEN

Quarz- und Quarzglas zeichnen sich durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit aus. Kommt das Glasprodukt einem Heizelement zu nahe oder kommt es in direkten Kontakt mit einer Flamme, kann es lokal erwärmt werden und Risse entwickeln. Lange Glasröhren können sich auch bei Temperaturen von 1100°C oder höher verformen. Es sollte darauf geachtet werden, beide Glastypen zu unterstützen, insbesondere großformatige Produkte.

DEVITRIFIZIERUNG

Die Entglasung von Quarz- und Quarzglas bedeutet den Übergang von einem metastabilen (vitrifizierten) Zustand zu einem stabilen kristallisierten Zustand von Cristobalit. Devitrifikation tritt auf, wenn das Produkt über einen langen Zeitraum bei hohen Temperaturen verwendet wird oder erhitzt wird, während Verunreinigungen an seiner Oberfläche haften. Selbst sehr kleine Verunreinigungen auf der Oberfläche können einen großen Einfluss haben. Unter solchen Bedingungen kann es sogar bei Temperaturen von 1000°C oder weniger zu einer Devitrifikation kommen. Dies geschieht selten bei Temperaturen von 1150°C oder weniger, wenn die Glasoberfläche perfekt sauber ist. Die Entglasung beginnt normalerweise, wenn die Temperatur auf 1200 ° C oder höher ansteigt, und entwickelt sich dann mit steigender Temperatur weiter.

Quelle