Křemenné brýle: výrobní funkce, GOST. Optické křemenné sklo: aplikace

Sklo je jedním z nejstarších materiálů, který je široce používán ve všech sférách lidské praktické činnosti kvůli souboru užitečných vlastností a vlastností. Během své existence (a to je více než 5 tisíc let), jeho chemický vzorec zůstává prakticky stejný, pouze jeho vlastnosti se změnily.

Křemenné sklo

V průběhu let se lidé snažili vytvořit sklo transparentnější a odolnější vůči různým ničivým faktorům. V důsledku této účelné dokonalosti se objevily křemenné brýle - zcela nový typ materiálu s charakteristikami poškozujícími vědomí. Možná je to právě toto sklo, které určuje směr budoucího vývoje lidstva.Křemenné sklo je výsledkem tavení čistého oxidu křemičitého (SiO₂). Na rozdíl od obyčejného skla je tento materiál v amorfním stavu, to znamená, že nemá přesný bod tání a postupně se zahřívá z pevného na kapalný stav. V mnoha ohledech kvůli tomuto velmi vlastnímu křemenu, nebo silikát, sklo V průmyslu bylo zjištěno takové široké uplatnění.

Struktura křemenného skla

Amorfnost materiálu je vysvětlena jeho strukturou, která je založena na tetraedru křemíku a kyslíku. SiO molekul₂ "Spojte se" navzájem kvůli vzájemné přitažlivosti atomů kyslíku.Společně vytvářejí trojrozměrné mřížky, přestože neexistuje žádný přísný pořádek při uspořádání molekul vzhledem k sobě navzájem. To je důvod, proč křemenné brýle mají vlastnosti amorfních materiálů.

Křemičité sklo, stejně jako obvyklé, se získá tavením suroviny. Jako takové lze použít čistý křemík - skalní křišťál, křemen žíly, křemenný písek a oxid křemičitý získaný umělými prostředky.

Rozdíly mezi křemenem a konvenčním sklem

V závislosti na typu vybrané suroviny jsou také určeny určité vlastnosti konečného produktu. Abyste získali křišťálově čistý a průhledný materiál, použijte skalní křišťál.

Hlavní rozdíl mezi silikátovým sklem a obyčejným sklem je vysoká teplota tavení - více než 1500 ° C^o. Současně oxid křemíku začíná vysílat intenzivní záření světla ve viditelném spektru, to znamená, že začne svítit.

Vzhledem k amorfní struktuře suroviny může proces tavení pokračovat po značnou dobu. Roztavená směs má vysokou viskozitu, která ji neumožňuje sešroubovat nebo pohybovat. Tím je obtížné vyrábět křemenné sklo o stejné tloušťce stěny.

Výrobní funkce

Vzhledem k těmto vlastnostem je výroba silikátového skla možná pouze na specializovaných zařízeních. V tavicích stanicích musí být udržována vysoká teplota a pro tvorbu skleněných výrobků je nutné udržovat proud otevřeného plamene při teplotě 1800 ° C^o a vyšší.

Zvláštní požadavky platí také ve výrobní místnosti - musí být sterilní. Malý počet cizích částic nevyhnutelně povede k tomu, že dokončené křemenné brýle brzy prasknou a ztratí své vlastnosti.Zvláštní vlastnosti by měli mít výrobní personál - skleněné dmychadla. Musí se vypořádat s extrémně vysokými teplotami - jedna chyba během práce může vést k vážným zraněním, popáleninám.

Všechny hlavní sklář nástroje jsou vyrobeny ze žáruvzdorných materiálů - žula, wolfram, který, mimo jiné, vysokou hmotností. Proto pracovníci musí být fyzicky silný a vytrvalý.

Vlastnosti křemenného skla

Silikátové sklo má nízkou elektrickou vodivost, takže se často používá jako dielektrikum v komplexních elektrických spotřebičích. Hlavní užitečné vlastnosti, které mají křemenné brýle, lze rozdělit do tří skupin:

1. Termální. Odolnost vůči vysokým teplotám (1200 ° C^o), Vysoký koeficient tepelné roztažnosti (15 krát vyšší než u běžného skla), než je způsobena odolností proti náhlým a výrazným teplotním výkyvům (pro výrobu ledu a vody ochlazený proud).
2. Chemické. Sklo je chemicky neutrální, nereaguje se všemi zásadami a kyselinami, s výjimkou kyseliny fosforečné a kyseliny fluorovodíkové (reakce začíná při teplotě vyšší než 300 ° C^o).
3. Optické. Index lomu křemenného skla je 150 krát nižší než index konvenčního skla (n_e= 1,46). Díky tomu bezchybně prochází nejen slunečním světlem a obyčejným světlem, ale také neodkládá infračervené nebo ultrafialové záření.

Všechny tyto vlastnosti umožňují použití křemenného skla jako stavební materiál, stejně jako pro výrobu laboratorního skla, optických přístrojů, elektrických zařízení, žáruvzdorných materiálů odolných proti vysokým teplotám. Jednou z hlavních oblastí její aplikace je výroba optických vláken.

Optické křemenné sklo

V závislosti na technologii použitou při výrobě křemenného skla může být neprůhledná a průhledná. V prvním případě bude jeho struktura obsahovat velké množství plynových bublin, které intenzivně rozptýlí světlo.Průhledné sklo nebo křemenné optické sklo, jak se také nazývá, je absolutně homogenní, neobsahuje bubliny. Díky tomuto vlastnostem se materiál používá při výrobě optické kabely vysokorychlostní přenos dat, optické čočky a hranoly.

Známky a série optických skel

Existuje několik značek optického skla: KU-1, KI a KV. Výrobky se liší schopností přenášet viditelné, ultrafialové a infračervené záření. Nejpřehlednější je sklo KI - je schopno vysílat světlo při vlnové délce 2600-2800 nm, nejméně průhledné - KV.V závislosti na použitých surovinách mohou různé kapacity pro přenos světla obsahovat křemenné optické sklo. GOST 15130-86 obsahuje informace o třech řadách:

• 0 - materiál použitý za normálních provozních podmínek;
• 100 - sklo, odolné vůči ionizujícímu záření o nízké pevnosti;
• 200 - suroviny, které lze použít v podmínkách intenzivního ionizujícího záření.

Značka a série skla tvoří šifru výroby. Aplikuje se při výrobě a definuje konkrétní typ skla. V naší zemi neexistuje jediný systém šifrování, proto každý podnik označuje své produkty podle vlastního porozumění.

Rozsah aplikace

Velké množství různých produktů se vyrábí z křemičitého skla. Ve vědeckých a průmyslových laboratořích jsou požadovány křemenné skleněné trubky, které se používají k měření hladin kapalin, k výrobě elektrických ohřívačů, k provádění chemických reakcí a k ukládání agresivních látek.

Široké využití při výrobě a neprůhledném skle. Používá se tam, kde je vyžadována kontrola kapalných produktů při vysokých teplotách a díky nízké ceně je používána všude.

Optické sklo Používá se při stavbě lodí a raketových konstrukcí, zejména pro výrobu osvětlovacích zařízení. V petrochemických závodech je tento materiál hodnocen pro svou vysokou odolnost vůči chemikáliím a používá se k řízení agresivních kapalin. V letadlech zasklívali kabinu a také používali jako tepelnou izolaci.

Výrobci vyrábějí výrobky v souladu s požadavky GOST 22291-83. Křemenné sklo, trubky, okna, hranoly, čočky a další výrobky jsou vyráběny masově i jednotlivě.