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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，SiO2分子振動加速，經(jīng)一段較長時間的重新排列、定向便形成結(jié)晶。失透性是以晶核成長速度來表示的，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，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，則出現(xiàn)細(xì)小的龜裂網(wǎng)絡(luò)。繼續(xù)冷卻到200-275℃時，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要使用非堿性的耐火材料、同時使用氣氛，及燒結(jié)揮發(fā)物盡可能的減小堿性粒子，使用完畢及時清洗爐管內(nèi)壁，以延長爐管使用壽命。