羥基在石英玻璃中是一種有害的非金屬雜質(zhì),它可降低石英玻璃的耐溫性,羥基含量1200×10-6時(shí)降低軟化溫度70℃,對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)用石英玻璃有一定影響,在電光源石英玻璃中,羥基在高溫下擴(kuò)散出來使燈中的鹵化物變質(zhì),電極氧化中毒,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成熄弧,影響燈的使用壽命。所以連熔石英玻璃要在真空中改為煅燒,消除羥基,稱脫羥。
羥基工藝有三中形式:①在空氣中進(jìn)行煅燒,因?yàn)榭諝庵泻灾荒芮宄齺喎(wěn)定羥基,脫羥基裝備可采用隧道窯,推板窯或者箱式電爐,電加熱,最高溫度1000℃,脫羥后殘留穩(wěn)定型羥基含量在20×10-6左右;②在脫羥爐中通高純N2【N2經(jīng)過提純,含水量為(1~2)×10-6】,脫羥設(shè)備可采用推板式電爐和箱式電爐,爐門必須密閉,爐子底部留有進(jìn)N2口,爐子頂部留有出N2口,整個(gè)脫羥過程不斷送入高純N2.最高溫度1100℃;③真空脫羥采用擴(kuò)散泵抽真空,真空度為,5×10-3Pa,采用分子泵抽真空,真空度可達(dá)1×10-4Pa,爐子性能見下表。
產(chǎn)品型號(hào)
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爐內(nèi)尺寸/mm
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最高溫度/℃
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溫度均勻性/℃
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機(jī)械真空度/Pa
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熱態(tài)真空度/Pa
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L651211-11/ZM
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Φ200×300
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1200
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±5
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5×10-4
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5×10-3
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L651211-13/ZM
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Φ300×400
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1200
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±5
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5×10-4
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5×10-3
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L12700/ZM
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400×400×600
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1200
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±5
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5×10-4
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5×10-3
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L12111-10/ZM
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610×610×1000
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1200
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±5
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5×10-4
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5×10-3
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L12111-18/ZM
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700×700×1000
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1200
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±5
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5×10-4
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5×10-3
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L12111-14/ZM
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700×800×1600
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1200
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±5
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5×10-4
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5×10-3
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L12111-37/ZM
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800×1000×3300
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1200
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±5
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5×10-4
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5×10-3
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分子泵
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350×350×500
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1200
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±5
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5×10-5
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5×10-4
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羥基檢查設(shè)備:采用傅里葉變紅外光譜儀,型號(hào)WQF-310/410,測(cè)量精度≤1×10-6。
脫羥溫度與時(shí)間如下。
(1) 在空氣中煅燒脫羥:可將石英玻璃中亞穩(wěn)定羥基清除,脫羥目的為解決在制燈封接石英玻璃時(shí)氣泡不會(huì)長(zhǎng)大,脫羥后羥基含量降低到20×10-6左右,脫羥溫度950℃,保溫時(shí)間1-2h。產(chǎn)品適用于鹵鎢燈制造。
(2)充N2脫羥工藝:脫羥溫度950~1050℃,保溫時(shí)間6-8h,羥基含量可降低到(6-8)×10-6,產(chǎn)品適用于汞燈制造。
(3)真空脫羥工藝:脫羥溫度1050-1150℃,保溫時(shí)間15-20h或更長(zhǎng),羥基含量可降低(1-3)×10-6或<1×10-6,產(chǎn)品可用于金屬鹵化物燈制造。