石英管儀器加工是一個(gè)復(fù)雜且精細(xì)的過(guò)程,涉及多種工藝和設(shè)備,以下從加工工藝、加工設(shè)備、加工難點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域、檢驗(yàn)與清洗包裝五個(gè)方面展開(kāi)介紹:
一、加工工藝
石英玻璃加工主要有六種工藝:
冷加工工藝:使用石英管、石英棒、石英坨為原材料,通過(guò)切片、開(kāi)槽、打孔、研磨、拋光等機(jī)械加工成產(chǎn)品。例如,石英開(kāi)槽機(jī)用銑床改造,槽寬、槽深、槽間距、口倒角等都由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,精度要求很高。切割設(shè)備包括金剛砂輪切割機(jī)、高精度曲線切割機(jī)、激光切割機(jī)等。平面研磨有往復(fù)式平面磨床和圓盤(pán)式平面磨床。打孔設(shè)備有超聲波打孔機(jī)、鉆床等。磨口設(shè)備有錐形磨口機(jī)、球形磨口機(jī)等。
熱加工工藝:全靠將石英管、棒用氫氧焰加熱到軟化狀態(tài),經(jīng)過(guò)吹、拉、接、焊等手工操作制造成產(chǎn)品。例如,半導(dǎo)體工業(yè)用產(chǎn)品要求高純度,工作環(huán)境要求空氣凈化,凈化程度比醫(yī)療衛(wèi)生企業(yè)還高,要求達(dá)到1000~5000級(jí),包裝間高達(dá)100級(jí)。
退火工藝:用于消除石英玻璃制品中的應(yīng)力,特別是對(duì)于厚度很大或厚度很不均勻的產(chǎn)品。退火點(diǎn)溫度因產(chǎn)品類(lèi)型而異,電熔產(chǎn)品為1215°C,氣煉產(chǎn)品為1180°C。
脫羥工藝:石英玻璃中的羥基會(huì)降低其耐溫性,因此需要通過(guò)脫羥工藝消除羥基。脫羥工藝有三種形式,包括在空氣中進(jìn)行煅燒、在脫羥爐中通高純N2、真空脫羥工藝。
高純涂層工藝:在石英管表面涂覆高純度涂層,以提升其在特殊環(huán)境下的適應(yīng)性。
耐高溫涂層工藝:在石英管表面涂覆耐高溫涂層,增強(qiáng)其耐高溫性能。
二、加工設(shè)備
石英玻璃熱加工設(shè)備包括玻璃車(chē)床、封口機(jī)、燒邊機(jī)、泡殼機(jī)、燈工臺(tái)、石墨臺(tái)、各種燈具、各種模具、量具等。石英儀器器皿的檢驗(yàn)設(shè)備要求精度很高,大部分采用機(jī)械工業(yè)的量具及檢測(cè)設(shè)備,也有一些專(zhuān)用工具。
三、加工難點(diǎn)
石英玻璃是脆性材料,冷加工時(shí)容易崩邊、炸裂、破碎,所以加工難度比金屬材料大得多。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
半導(dǎo)體技術(shù)、電光源、化學(xué)工業(yè)和化驗(yàn)室都要使用很多石英玻璃儀器、器皿和泡殼,如擴(kuò)散管、石英舟、鐘罩、清洗槽、石英分餾塔、坩堝、燒杯、燒瓶、量瓶、滴定管、各種燈用石英泡殼等上百種產(chǎn)品。
五、檢驗(yàn)與清洗包裝
檢驗(yàn):石英玻璃儀器器皿的檢驗(yàn)設(shè)備要求精度很高,大部分采用機(jī)械工業(yè)的量具及檢測(cè)設(shè)備,也有一些專(zhuān)用工具。
清洗包裝:石英玻璃儀器器皿的清洗包裝也有一套專(zhuān)門(mén)技術(shù),以確保產(chǎn)品的純凈度和穩(wěn)定性。