高純石英爐管的固有缺陷
石英管常用在溫度不是太高的管式爐中,。
失透(又叫析晶性)是高純石英爐管的一個(gè)固有缺陷,,從熱力學(xué)觀點(diǎn)看,,石英爐管的內(nèi)能高于結(jié)晶態(tài)方石英,,屬熱力學(xué)上不穩(wěn)定的亞穩(wěn)態(tài),,當(dāng)溫度高于1000℃時(shí),,SiO2分子振動(dòng)加速,經(jīng)一段較長(zhǎng)時(shí)間的重新排列,、定向便形成結(jié)晶,。失透性是以晶核成長(zhǎng)速度來表示的,不透明石英制品在1520℃,、透明石英制品在1620℃析晶速度分別達(dá)到峰值,。析晶主要出現(xiàn)在表面,其次是內(nèi)部缺陷處,,原因是這些地方容易沾污,,引起雜質(zhì)離子的局部集聚,特別是堿離子(如K,、Na,、Li、Ca,、Mg等)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后引起粘度降低,,促使失透加速。由于石英制品的熱膨脹系數(shù)和比重同析晶產(chǎn)物β-方石英相近,,所以在高溫下爐管連續(xù)使用時(shí),,盡管析晶區(qū)不斷擴(kuò)大,但體積變化并不明顯,,仍可滿意地繼續(xù)使用,,此時(shí)尚可減輕石英爐管的塑性變形,使耐火度提高,。當(dāng)析晶產(chǎn)物冷卻到800℃時(shí),,則出現(xiàn)細(xì)小的龜裂網(wǎng)絡(luò)。繼續(xù)冷卻到200-275℃時(shí),則出現(xiàn)方石英從高溫型到低溫型(即β-方石英→a-方石英)的結(jié)構(gòu)變化,,并伴隨著發(fā)生體積聚變,,如果析晶層很深,則石英玻璃亦隨之破裂,。由于析晶常常出現(xiàn)在有雜質(zhì)的地方,,所以高溫高純爐管在使用時(shí)要使用非堿性的耐火材料、同時(shí)使用氣氛,,及燒結(jié)揮發(fā)物盡可能的減小堿性粒子,,使用完畢及時(shí)清洗爐管內(nèi)壁,以延長(zhǎng)爐管使用壽命,。