Графитовая форма для производства кварцевого стекла

Почему графит является хорошим выбором для производства кварцевого стекла

Высокая термостойкость: производство кварцевого стекла часто включает температуры, превышающие 1600 °C. Графит может выдерживать эти температуры, не плавясь и не деформируясь.

Химическая инертность: графит химически инертен к расплавленному кварцу, то есть он не будет реагировать со стеклом или загрязнять его. Это имеет решающее значение для поддержания чистоты конечного продукта.

Термостойкость: графит обладает хорошей термостойкостью, то есть он может выдерживать быстрые циклы нагрева и охлаждения без растрескивания. Это важно во многих процессах производства кварцевого стекла.

Обрабатываемость: графит относительно легко поддается обработке в сложные формы и замысловатые конструкции, что позволяет создавать индивидуальные формы для конкретных изделий из кварцевого стекла.

Низкое тепловое расширение: графит имеет относительно низкий коэффициент теплового расширения по сравнению со многими металлами. Это сводит к минимуму риск растрескивания или деформации кварцевого стекла при его охлаждении.

Самосмазывающийся: Самосмазывающиеся свойства графита могут способствовать извлечению затвердевшего кварцевого стекла из формы, предотвращая повреждения.

Применение графитовых форм в производстве кварцевого стекла

Тигли и вкладыши: Графит используется для изготовления тиглей и вкладышей для печей, используемых для плавки и переработки кварцевого песка в расплавленное стекло.

Полости форм: Графитовые формы используются для непосредственного формования расплавленного кварцевого стекла в различные формы, такие как трубки, стержни, пластины и специальные формы.

Вытяжные матрицы: Графитовые матрицы используются в процессе вытяжки трубок и стержней из кварцевого стекла.

Формы для спекания: Графитовые формы используются для спекания кварцевого порошка в твердые формы.

Соображения при использовании графитовых форм

Чистота графита: чистота графита имеет решающее значение. Примеси в графите могут загрязнять кварцевое стекло, влияя на его оптические и механические свойства. Требуются сорта графита высокой чистоты.

Плотность и пористость: плотность и пористость графита могут влиять на теплопроводность формы и ее способность предотвращать проникновение газа. Более низкая пористость обычно предпочтительна для минимизации поглощения газа, которое может повлиять на кварцевое стекло.

Окисление: графит окисляется на воздухе при высоких температурах. Чтобы смягчить окисление, процессы часто проводят в инертной атмосфере (например, аргоне или вакууме). Для уменьшения или предотвращения окисления можно использовать покрытия.

Конструкция формы: конструкция графитовой формы имеет решающее значение для достижения желаемой формы, размеров и отделки поверхности изделия из кварцевого стекла. Факторы, которые следует учитывать, включают усадку, скорость охлаждения и простоту удаления.

Разделительные составы: Иногда на графитовую форму наносят разделительные составы (например, покрытия из нитрида бора), чтобы предотвратить прилипание и облегчить удаление затвердевшего кварцевого стекла.

Конкретные производственные процессы с использованием графитовых форм:

Вытягивание труб: расплавленный кварц протягивается через графитовую матрицу для создания труб определенного диаметра и толщины стенок.

Вытягивание стержней: подобно вытягиванию труб, стержни формируются путем протягивания расплавленного кварца через графитовую матрицу.

Литье в форму: расплавленный кварц заливается в графитовую форму для создания определенной формы.

Спекание: кварцевый порошок помещается в графитовую форму и нагревается до высокой температуры, в результате чего порошок сплавляется.

Покрытия для графитовых форм:

Покрытия часто наносят на графитовые формы для улучшения их производительности и долговечности. Обычные покрытия включают:

Нитрид бора (BN): обеспечивает превосходные свойства разделения и помогает предотвратить прилипание кварцевого стекла к форме.

Карбид кремния (SiC): улучшает стойкость к окислению и твердость.

Оксид алюминия (Al2O3): обеспечивает твердую, износостойкую поверхность.