石英玻璃的一些常见问题

石英玻璃膨胀系数很小，一般厚度石英管不会有应力，用不着退火，但是厚度很大的制 品或厚度很不均匀的产品，常常产生应力，需要退火消除应力，需退火的产品有：光学石英 玻璃和厚度很不均匀的仪器器皿。退火点温度：电熔产品1215°C，气炼产品1180°C，合成 石英玻璃和截紫外石英玻璃（UV管）退火温度要更低一些，但很低也不应小于1150°C。 石英仪器器皿消除应力，也可以在灯工台上进行，加工到很后慢慢撤火，把石英灯的氧气关 小些，氢气量大一些，火焰温度下降一些，将加工仪器烘烤一遍，也能起到退火作用。

光学石英玻璃退火可在熔制过程中进行，将熔制好的玻璃控制降温速度来退火，降温速 度如下。

1250〜1000°C每小时降温速度10〜15°C。

1000〜900°C每小时降温速度15〜25°C。

900〜700°C每小时降温速度20〜25°C。

350°C以下自然冷却。

光学石英玻璃如果在加工后退火，退火炉可采用4面加热的电炉，炉子应配有控温、恒温设备。产品装炉前要用HF酸清洗表面，再用去离子水清洗，用纱布擦干，操作要戴手 套，严禁用手直接触摸。炉子耐火材料用硅砖或石英陶瓷，要用钠含量少的耐火材料，很好 用石英棉，又耐温又保温又无钠离子，目的防止析晶。

炉底用石英板垫平。铺上薄薄一层高 纯石英砂，将退火产品放在砂上，再用高纯石英砂埋起来。低温时，20〜300°C不要急升温， 否则会炸裂，300〜1150°C时升温速率100°C/h，到达退火温度进行保温，保温时间根据产 品厚度确定，保温时间不宜过长，防止析晶，如果需要可适当加高温度，可以减少保温时间。

降温速度如下。

1200〜1000°C每小时降温速度10〜15°C。

1000〜700°C每小时降温速度15〜20°C。

700〜350°C每小时降温速度25〜30°C。

350°C以下自然冷却。

石英砖退火：将油压机刚压制好的石英砖用吊车吊人退火炉内，退火炉用保温材料砌 成，退火炉不需要加热，用刚出炉的赤热砂把石英砖埋上，慢慢自然冷却。

石英仪器器皿退火炉一般为箱形，大小根据退火产品自行设计，上盖做成炉门，装出炉 非常方便；炉内耐火材料为石英玻璃棉，特点是又保温又耐火，同时Na、K等碱金属元素 很少，保证石英玻璃退火后不析晶，保持原来的光泽度，能提高产品的使用寿命。采用石英 管固定石英棉，石英管内穿电炉丝做加热元件，采用可控硅调压器为电源设备，温度自控， 升温、恒温、降温都能自动控制。

石英玻璃仪器器皿和电光源泡壳不一定都要退火，当产品有自爆或使用时炸裂才退火， 或者用应力仪检查，应力较大时才退火。 -

退火的目的是消除产品应力，要分析应力产生的原因，有时是因为析晶点产生的应力， 采用退火无效。石英陶瓷炸裂是因为方石英含量超过3%，退火无效，反而会加深炸裂，因 为石英陶瓷退火时方石英含量又一次增加。

羟基在石英玻璃中是一种有害的非金属杂质，它可降低石英玻璃的耐温性，羟基含量 1200X10 -6时降低软化温度70°C，对半导体技术用石英玻璃有一定影响，在电光源石英玻 璃中，•羟基在高温下扩散出来使灯中的卤化物变质，电很氧化中毒，严重时会造成熄弧，影 响灯的使用寿命。所以连熔石英玻璃要在真空中高温煅烧，消除羟基，称脱羟。

脱羟工艺有三种形式：①在空气中进行煅烧，因为空气中含水，所以只能清除亚稳定羟 基，脱羟装备可采用隧道窑，推板窑或者箱式电炉，电加热，很高温度1000°C，脱羟后残 留稳定型羟基含量在20X10--6左右；②在脱羟炉中通高纯N2 [N2经过提纯，含水量为 (1〜2)X10-6]，脱羟设备可采用推板式电炉和箱式电炉，炉门必须密闭，炉子底部留有进 N2 口，炉子顶部留有aN2 口，整个脱羟过程不断送人高纯N2。

脱羟温度与时间如下。

(1)在空气中煅烧脱羟可将石英玻璃中亚稳定羟基清除，脱羟目的为解决在制灯封接 石英玻璃时气泡不会长大，脱羟后羟基含量降到20X10-6左右，脱羟温度950°C，保温时间

1〜2h。产品适用于卤钨灯制造。

(2)充N2脱羟工艺脱羟温度950〜1050°C，保温时间6〜8h，羟基含量可降到（6〜8)X10-S产品适用于汞灯制造。

(3)真空脱羟工艺脱羟温度1050〜1150°C，保温时间15〜20h或更长，羟基含量可降到（1〜3)X10_6或<1X10-6，产品可用于金属卤化物灯制造。脱羟时常常会使产品变色，主要是因为石英管铁含量太高的缘故。

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