石英管中的羟基

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1、石英管中的羟基 溶解在石英玻璃中的水称为羟基。羟基是石英玻璃中的主要杂质，影响羟基含量的主要因数是原料，工艺和加工方法。随着石英玻璃中羟基含量的变化，石英玻璃的性能也发生变化。随着羟基含量增加，石英玻璃的粘度，密度，折射率减小，红外吸收，膨胀系数增加。脱羟根据羟基在石英玻璃中的表现，可以把石英玻璃分成两类，一类是氧化气氛生产的石英玻璃；另一类是还原气氛熔化的石英玻璃，前者的羟基用加热的方法难以去掉，后者容易脱掉。氧化气氛生产的的石英玻璃有：（1） 合成石英玻璃，四氯化硅在氢氧焰中热解，羟基含量1000-2000ppm左右。（2） 气炼石英玻璃：氢氧焰熔化石英粉，羟基含量100-200ppm。（

2、3） 等离子法石英玻璃：用等离子焰熔化石英粉，基含量20-30ppm。（4） 熔石英：空气气氛下，熔化石英粉，羟基含量300-500ppm。这类石英玻璃的羟基用热处理方法难以脱掉，一直加热到1350度，析晶温度以上时，才可以明显的脱羟。还原气氛熔化的石英玻璃：在氢气气氛下熔化的石英玻璃，羟基含量100-200ppm；在900度以上加热，可以脱掉大部分羟基。在氦气或真空中熔化的石英玻璃羟基含量很少（5ppm以下）。氢气气氛熔化的石英玻璃中的羟基和以下因数有关：（1） 和原料性能有关a 溶解水；b 结晶水；c 间隙水；b 表面吸附水；e 气液包裹体；（2） 和原料杂质含量和种类有关a 碱金属氧化物

3、；b 碱土金属氧化物；c 稀土氧化物（3） 和熔化条件有关温度；时间；气氛（4） 和脱羟条件有关环境，真空度；时间；温度氧化气氛熔化的石英玻璃再在氢气气氛中二次熔化，块料（2*10*20mm）熔化后，羟基在2.73微米的吸收峰没有变化，羟基仍旧难以脱掉；说明熔化温度不是造成两种玻璃脱羟性能差别的原因。粉状氧化气氛熔化的石英玻璃（粒度0.20.05mm）在氢气气氛中二次熔化后羟基在2.73微米的吸收峰有明显变化，羟基容易脱掉，性能接近于氢气气氛熔化的石英玻璃。说明粒度尺寸是造成脱羟差别的重要原因。低羟基石英玻璃粉经氢气气氛二次熔化，羟基由3ppm增加到100ppm，说明氢气气氛是可以使石英玻璃羟基增加。低羟基石英玻璃块经氢气气氛二次熔化，羟基基本没有变化（3ppm），说明氢气和石英玻璃作用从表面开始（熔化时间约30分钟）2730钠米的吸收是羟基的吸收峰，可以用于计算羟基含量。 用光谱吸收羟基计算的方法：A GE公司的计算公式：C=910/T * LOG10（Ta/Tb）mm-1C:羟基含量（C，ppm）T:厚度（mm）Ta:2600钠米波长的透过率Tb：2730钠米波长的透过率B：中国的国家标准计算公式：C=96.5/d * LG10（Ia/I）mm-1C:羟基含量（ppm）d:厚度(cm)Ia:2730钠米基线到零线的距离（mm）I ：2730钠米吸收峰到零线的距离（mm）