Gafas de cuarzo: características de producción, GOST. Cristal de cuarzo óptico: aplicación

El vidrio es uno de los materiales más antiguos,Es ampliamente utilizado en todas las esferas de la actividad práctica humana debido a un conjunto de cualidades y propiedades útiles. Durante su existencia (y esto es más de 5 mil años), su fórmula química se ha mantenido prácticamente igual, solo sus cualidades han cambiado.

Vidrio de cuarzo

Con los años, las personas han tratado de crearel vidrio es cada vez más transparente y resistente a diversos factores destructivos. Como resultado de esta perfección intencionada, aparecieron los vidrios de cuarzo, un tipo de material completamente nuevo con características que dañan la conciencia. Tal vez, es este vidrio el que determinará la dirección del futuro desarrollo de la humanidad.

El vidrio de cuarzo es el producto de la fusión del óxido de silicio puro (SiO₂) A diferencia del vidrio ordinario, este material está en un estado amorfo, es decir, no tiene un punto de fusión exacto y cuando se calienta gradualmente de estado sólido a líquido. En muchos aspectos, debido a esta propiedad de cuarzo o silicato, el vidrio ha encontrado una aplicación tan amplia en la industria.

Estructura de cristal de cuarzo

La amorfidad del material se explica por su estructura, que se basa en tetraedros de oxígeno y silicio. Moléculas de SiO₂ "Conectarse" entre sí debido a la atracción mutua de los átomos de oxígeno.

Juntos forman redes tridimensionales, a pesar del hecho de que no existe un orden estricto en la disposición de las moléculas entre sí. Es por eso que los vidrios de cuarzo poseen las propiedades de los materiales amorfos.

El vidrio de silicato, como el habitual, es producido porderretimiento de la materia prima. Como tal, sílice pura - cristal de roca, cuarzo de veta, arena de cuarzo, así como sílice obtenida por medios artificiales se puede utilizar.

Diferencias entre el cuarzo y el vidrio convencional

Dependiendo del tipo de materia prima seleccionada, también se determinan ciertas propiedades del producto final. Por lo tanto, para obtener un material transparente y cristalino, use cristal de roca.

La principal diferencia entre el vidrio de silicato y el vidrio ordinario es su alto punto de fusión: más de 1500 C^o. Al mismo tiempo, el óxido de silicio comienza a emitir radiación de luz intensa en el espectro visible, es decir, comienza a brillar.

En vista de la estructura amorfa de las materias primas, el proceso de fusiónpuede durar un tiempo considerable. La composición fundida tiene una alta viscosidad, que no le permite engrapar ni moverse. Esto dificulta la producción de vidrio de cuarzo con el mismo espesor de pared.

Características de producción

En vista de todas las características anterioresla producción de vidrio de silicato solo es posible en equipos especializados. En las fundiciones se debe mantener una temperatura alta, y para la creación de productos de vidrio es necesario mantener un chorro de llama abierta a una temperatura de 1800 C^o y más alto.

Los requisitos especiales sonsala de producción - debe ser estéril. Una pequeña cantidad de partículas extrañas conducirá inevitablemente al hecho de que los vidrios de cuarzo terminados pronto se agrietarán y perderán sus propiedades.

Calidades especiales deben ser disfrutadas por los empleadosproducción - sopladores de vidrio. Deben lidiar con temperaturas extremadamente altas: un error durante el trabajo puede provocar lesiones graves o quemaduras.

Todas las principales herramientas de soplado de vidrio están hechasde materiales resistentes al calor - granito, tungsteno, que, entre otras cosas, son de gran peso. Por lo tanto, los empleados deben ser físicamente fuertes y duraderos.

Propiedades del vidrio de cuarzo

El vidrio de silicato tiene valores bajosconductividad eléctrica, por lo que a menudo se utiliza como un dieléctrico en aparatos eléctricos complejos. Las principales propiedades útiles, que tienen lentes de cuarzo, se pueden dividir en tres grupos:

1. Térmico Resistencia a altas temperaturas (1200 C^o), alto coeficiente de expansión de temperatura(15 veces más que el vidrio convencional), que determina la resistencia a las fluctuaciones de temperatura agudas y significativas (en la producción, los productos se enfrían con un chorro de agua helada).
2. Químico. El vidrio es químicamente neutro, no reacciona con todos los álcalis y ácidos, excepto el ácido fosfórico y el ácido fluorhídrico (la reacción comienza a una temperatura superior a 300 ° C)^o)
3. Óptico. El índice de refracción del vidrio de cuarzo es 150 veces menor que el del vidrio convencional (n_e= 1.46). Debido a esto, pasa sin problemas no solo la luz del sol y la luz ordinaria, sino que también no retrasa la radiación infrarroja o ultravioleta.

Todas estas propiedades permiten el uso de cuarzovidrio como material de construcción, así como para la producción de cristalería de laboratorio, instrumentos ópticos, equipos eléctricos, materiales refractarios resistentes al calor. Una de las principales áreas de su aplicación es la producción de fibras ópticas.

Vidrio de cuarzo óptico

Dependiendo del tipo de producciónLa tecnología del vidrio de cuarzo puede ser opaca y transparente. En el primer caso, su estructura contendrá una gran cantidad de burbujas de gas, que dispersan intensamente la luz.

Vidrio transparente o vidrio de cuarzoÓptico, como también se lo llama, absolutamente homogéneo, no contiene burbujas. Debido a esta característica, el material se utiliza en la producción de cables ópticos para transmisión de datos de alta velocidad, lentes ópticos y prismas.

Sellos y series de vidrio óptico

Hay varias marcas de vidrio óptico: KU-1, CI y KV. Los productos difieren en su capacidad para transmitir radiación visible, ultravioleta e infrarroja. El más transparente es el cristal KI: es capaz de transmitir luz a una longitud de onda de 2600-2800 nm, el KV menos transparente.

Dependiendo de las materias primas utilizadas, diferentes capacidades de transmisión de luz pueden tener vidrio óptico de cuarzo. GOST 15130-86 contiene información sobre tres series:

• 0 - material usado bajo condiciones normales de operación;
• 100 - vidrio, resistente a la radiación ionizante de baja resistencia;
• 200 - materias primas, que pueden utilizarse en condiciones de intensa radiación ionizante.

La marca y la serie de vidrio forman el cifrado de producción. Se aplica en la producción y define un tipo específico de vidrio. En nuestro país no existe un sistema único de encriptación, por lo tanto, cada empresa designa sus productos según su propio entendimiento.

Ámbito de aplicación

Del vidrio de silicato, un grancantidad de varios productos. En los laboratorios científicos e industriales, los tubos de vidrio de cuarzo están en demanda, que se utilizan para medir los niveles de líquidos, fabricar calentadores eléctricos, realizar reacciones químicas y almacenar sustancias agresivas.

Una amplia aplicación en la industria ha recibido yvidrio opaco Se utiliza dondequiera que se requiera el control de productos líquidos a altas temperaturas y, debido a su bajo costo, se usa universalmente.

El vidrio óptico se usa en barco yconstrucción de cohetes, principalmente para la producción de equipos de iluminación. En las plantas petroquímicas, este material se valora por su alta resistencia a los productos químicos y se usa para controlar líquidos agresivos. En los aviones, acristalaron la cabina y también se usaron como aislamiento térmico.

Los fabricantes producen productos de acuerdo con los requisitos de GOST 22291-83. El vidrio de cuarzo, los tubos, las ventanas, los prismas, las lentes y otros productos se fabrican de forma masiva e individual.

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