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杂质对石英护套管质量的影响
发布时间:2018年10月11日    点击次数:    作者:石英仪器
实践表明,影响石英护套管质量的原料特征主要是杂质和气体的种类与含量、粉料的粒度分布。

  在高温下(>1000℃),杂质离子Li+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等会诱导SiO2玻璃析出晶体。碱金属杂质还会降低石英原料的熔点及软化点。过渡元素影响石英护套管的光透过能力。铝是主要杂质元素,少量铝不会影响石英护套管的外观质量,但不利于降低耐射线辐照能力。

  原料中的气体主要来自粉料表面水分和矿物气液包裹体中的组分。在熔制石英护套管时,SiO2熔体的粘度高,包含的气体不易排除,反而长大成气泡,影响石英护套管的质量。气体分子越小,扩散系数越大,如He、H2的扩散系数大,容易排出[3]。N2、CO、CO2、CxHx等气体极难从熔体中排出,最终形成气泡,影响石英护套管的透明度。

  在石英粉熔化过程中,由于表面活化能的差别,小颗粒比大颗粒先熔化。已熔化的石英将覆盖于未熔化的石英颗粒表面,致使气泡无法排除。小颗粒间隙包含大量气体,会增加排气难度。粗颗粒石英不易彻底熔化,导致玻璃不均匀。实际使用的原料粒度取决于石英管的制备工艺。
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