untitled

TEMA: Tehnologia sticlei de cuarţ

1.1  Generalităţi

Sticla de cuarţ prezintă o topitură de sticlă răcită de SiO2. Ea are nişte calităţi importante: un coeficient mic a dilatării termice (L= 5,8x 10 la -7) care duce la rezistenţa termică; temperatura ce trece de 1400 grade C; o rezistenţă mare la acţiunea apei şi alţi oxizi; calităţi bune ca dielectric; transparenţă la razelor roşii şi ultraviolete. O mare importanţă o are transparenţă pentru acţiuni biologice a razelor ultraviolete cu lungimea undei de 300 mmc, care de obicei sticla industrială nu permite să treacă.

Sticla de cuarţ se foloseşte larg în multe ramuri a tehnicii şi ştiinţei. Ea se foloseşte pentru fabricarea sticlei termorezistente, a veselei acidorezistente şi aparaturii, articolelor rezistente la foc, a ţevilor, izolatoare de voltaj mare, becuri de cuarţ, becuri luminiscente cu acţiune gazoasă, articole optice, spectre ultraviolete şi transparente şi alt.

Articolele de cuarţ pot rezista la încălzire pînă la temperaturi înalte cu răcire bruscă a aerului sau apei. Temperatura posibilă de încălzire dacă este mare, cu atît articolul este mai subţire. Pentru pahare chimice ea poate atinge 1000 grade C, dar pentru plastine cu grosimea de 20-30 mm – 450-500 grade C.

1.2. Tehnologia producerii

Topitura de cuarţ are temperatura de fluidizare de 1710 grade C, o viteză mare de evaporare la temperatura dată şi o plasticitate mare, din cauza cărei este greu de prelucrat. De aceea tehnologia de producere se deosebeşte de tehnologia sticlei simple: în ea se foloseşte materie primă aparte, metode speciale de topire şi construcţie a cuptoarelor, de asemenea diferite metode de formare a articolelor. Se cunosc deosebiri în tehnologia de producere a sticlei de cuarţ transparente şi netransparente.

1.3. Producerea sticlei de cuarţ transparente

Pentru sticla transparentă se foloseşte cea mai curată materie primă cu un conţinut de SiO2 de 99.96-99.98%. Topirea de cuarţ transparent se face în cuptoare cu gaz şi electrice. Cuarţul tehnic transparent se topeşte în cuptoare electrice inductive, dar a sticlei optice – în cuptoare electrice cu volfrom şi cu un mediu gazos de protecţie (N2; N2). La începutul topirii în cuptoare se află vid de 10 la a 13 – 10 la a 14 mm.pm.cm. pentru a extrage gazele din topituri, iar la sfîrşitul topiturii presiunea se majorează pînă la cea atmosferică pentru topirea bulelor mărunte. Aşa cuptoare, numite vid-atmosferice sînt folosite la fabricarea ţevilor de cuarţ. Tehnologia de producere a altor articole cere ca presiunea în cuptoare la sfîrşitul topirii să se majoreze pînă la 15-25 amm – aşa cuptoare se numesc vid-compresionale, presiunea apare datorită gazelor inerte (azot).

Toate cuptoarele descrise pot fi folosite de asemenea pentru întinderea ţevilor. Pentru aceasta sub cuptoare se instalează aparate de întindere.

Cuarţul curat şi optic se introduce în cuptoare cu gaz cu arzători de hidrogen şi acizi. Se produc blocuri transparente cu greutatea de 25 kg.

1.4. Producerea sticlei de cuarţ netransparente

Sticla netransparentă se topeşte din nisipuri bogate, ce conţin 99.6-99.7% SiO2 şi nu mai mult de 0,02-0,03% de Fe2O3, în cuptoarele electrice cu grofit sau cu încălzitor cu cărbune. Lungimea cuptoarelor 0,2-3m, diametrul pînă la 0,8 m. Timpul de topire pentru articole de o greutate diferită este între 30 min şi 4 ore 30 min, conţinutul de energie electrică folosită este de 1,8-2 kbm r/kg.

Articolele se prelucrează la temperatura de 1550 – 1650 grade C cu fabricarea din diferite forme sau chiar în cuptoare cu presiune mare de aer (5-8 atm). Se foloseşte de asemenea şi presarea, în special pentru articole mărunte. După formarea articolelor se scot din forme, se răcesc liber la aer se prelucrează: se taie, se şlefuiesc, se curăţă de nisipul supratopit, se folosesc tăiuşuri de diamant cu cercuri şi diferite aparate de nisip.

Articolele complicate din sticlă netransparentă sse fabrică din semifabricat pe calea topirii şi formării în para focului din arzătoare. După topire articolul se arde în cuptoare electrice la temperatura de 1080-110 grade C.