> Техника, страница 52 > Кварцевое стекло

Кварцевое стекло

Кварцевое стекло, стекловидная масса, получающаяся в результате плавки кварца в электропечи или водородно-кислородном пламени. В зависимости от метода обработки и от примесей кварцевой шихты получаемое стекло м. б. совершенно прозрачным, полупрозрачным и непрозрачным,опаловым; в последнем случае оно называется в и т-реозилом.

Свойства. К. с. имеет незначительный коэф-т линейного расширения, а именно;

темп-ра.-191-Н16⁰ 16-ь250° 16-=-1 000°

Коэф-т лин. расширения. 256-КГ* 539-10“° 540-10“’

Это обстоятельство сообщает плавленному кварцу, по сравнению с обыкновенным стеклом,высокую сопротивляемостьрезким колебаниям ί°. Она тем выше, чем тоньше стенки изделий. Колба из кварцевого стекла с нормальной толщиной стенок, нагретая на паяльной лампе выше 1 000° и опущенная в холодную воду, не лопается. Плавленный кварц не растворяется в воде и в разведенных кислотах, кроме фтористоводородной, при нагревании не выше 100°; в щелочах он растворяется. Металлы—медь, магний, алюминий, никель, натрий, калий, хром при краснокалильном жаре корродируют К. с.; так же действуют окиси меди и свинца. При t° 1 890° упругость пара К. с. достигает 65 миллиметров, а при 2 100° и давлении в 1 aim оно кипит. К. с. плавится при 1 625° и в расплавленном состоянии представляет тесто. К. с., подвергаясь длительному нагреванию до ί° около 1 100 — 1 200°, переходит в кристаллический /S-кристобалит, то есть расстекловывается; процесс этот ускоряется при наличии катализаторов (вольфрамовокислого натрия и др.). Уд. вес К. с. при 16,8° равен 2,2042. Теплопроводность при 0° 0,00332 cal см/см² ск. °С. Скрытая теплота плавления К. с.—65 са1/г. К. с. поглощает водород при 700—1 000° в количестве около 2,15% по объёму. Диэлектрическая постоянная К. с. 3,20 3,78. Из менение омического сопротивления К. с. в зависимости от ί° приведено в таблице.

Изменение омического сопротивления К. с. в зависимости от ί°.

t°	Сопротивление в M2-cju	t°	Сопротивление в 2-см
15	2-10⁸	922	132
230	2-10⁷	1 050	16,9
250	25-10⁶	1 154	14,29
350	3-10⁴	1 267	10,1
800	20

Ультрафиолетовые лучи К. с. пропускает с ничтожным поглощением (для волн с А до 180 ηιμ). Твердый углерод восстанавливает К. с. при 1 250°, а водород—при 1 300— 1 400°. Твердость по шкале Моса 7. Сопротивление сжатью 19 800 килограмм/см², то есть вдвое больше, чем у обычного стекла. Очень существенно постоянство химич. и оптич. свойств К. с., в противоположность обычным стеклам, которые показывают различные свойства даже в кусках одной и той же плавки.

Применение. Прозрачный кварц отличается большой проницаемостью не только для лучей видимого спектра, но также и для излучения инфракрасных и в особенности—ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовые излучения пропускаются К. с. с нек-рым поглощением до пределов ок. 1 850 А и поэтому плавленный прозрачный кварц является наилучшим материалом во всех тех случаях, где необходимо использовать многообразные свойства ультрафиолетовых лучей. Источники света, обладающие ультрафиолетовым излучением, выполненные из кварца, как например ртутные лампы (смотрите Кварцевая лампа), м. б. использованы для специальных целей, как то: в фотографии, в медицине, для стерилизации и дистилляции жидкостей, для обесцвечивания красок и т. д. В последнее время прозрачный плавленный кварц применяется для изготовления т. н. безэлектродных индукционных ламп (смотрите Лампа электрическая). Здесь наряду с прозрачностью кварца по отношению к ультрафиолетовым лучам, большое количество тепла, выделяющееся во время работы лампы, позволяет использовать также ценное свойство кварца—противостоять действию высоких ί°. Из К. с. изготовляют хим. кислотоупорную посуду для лабораторий: стаканы, тигли, колбы, чашки для выпаривания, холодильники, трубки для органич. сжиганий и др. приборы для самых ответственных аналитич. и физи-ко-химич. работ. Для химич. промышленности из К. с. изготовляют: выпарные чаши для серной кислоты взамен дорогих платиновых, аппараты постоянного действия и крупные холодильн. устройства для изготовления конц. H₂S0₄ по каскадной системе, установки новейших систем для производства азотной и соляной к-т, весьма экономично работающие. В электротехнике применение различных деталей из К. с. расширяется с каждым днем; здесь используется высокая механическая прочность К. с. при высоких ί° и его незначительный коэф-т расширения. Поэтому из К. с. изготовляют: изоляторы в установках для выделения пыли из газов по Котрелю, электрич. конденсаторы, огнеупорные оболочки для термоэлементов, муфели и сосуды для электронагревательных приборов, трубы для термин, обработки в водороде деталей цоколя электрич. ламп накаливания, трубки специальных термометров до 580°, нити и другие детали для точных электро-измерительн. приборов, детали усилителей для радиотелеграфии и телефонии, оболочки для ртутных ламп и т. д. В медицине из К. с. изготовляют разные приборы для измерений, шприцы, шпатели и т. д. Освещение при остеклении кварцевыми стекла ми получается более мягким и здоровым. Наконец в оптике К. с. применяется при изготовлении фотометров, объективов, в микроскопии и в микрохимии.

Способы изготовления. К. с. изготовляется из очень чистых сортов желтого кварца (99,6% Si0₂), с максимальным содержанием железа в 0,2%; содержание глинозема понижает его прозрачность. Витреозил в виде труб готовят в электропечи Шуена. Трудность обработки К. с. заключается в том, что в местах нагрева пламенем материал легко улетучивается. Изготовленное в электропечи К. с. обрабатывается затем обычно в водородно-кислородном (с избытком водорода) пламени.

В СССР витреозил изготовляется в виде квадратных труб до 4 метров длины.

Лит.: Максименко М., Промышл. электрохимия, Л., 1927; S i n g e г F., Die Keramik, Brschw., 1923; Escard J., Les fours 61ectriques industriels et les fabrications electrotbermiques, 2 ёй., P., 1924; Bronn J., Der elektrische Ofen ini Dienste d. ke-ramischen Gewerbe u. d. Glas-u. Quarzglas-Erzeugung, Monographien tiber angewandte Elektrochemie. B. 34, Halle a./S., 1910. M. Максименно.