一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，該制備方法包括如下步驟：a）選材備料，b）配制表層噴涂料，c）噴涂前處理，d）熱噴涂處理，e）后處理。本發(fā)明揭示了一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，該制備方法工序安排合理，制備工藝簡便，制得的石英玻璃管具有結(jié)構(gòu)的雙層結(jié)構(gòu)，其表層和里層的膨脹系數(shù)不同，通過兩者的膨脹系數(shù)差實(shí)現(xiàn)了管壁強(qiáng)化的目的，有效的提升了石英玻璃管的強(qiáng)度和實(shí)用性。
【專利說明】
一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種石英管的制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，屬于石英制品技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石英玻璃管的主要成分是Si02，該材質(zhì)具有良好的耐高溫性、熱傳導(dǎo)性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)穩(wěn)定性，石英玻璃管已被越來越廣泛應(yīng)用到工業(yè)及民用產(chǎn)品上。
[0003]但是，在現(xiàn)行技術(shù)中，當(dāng)石英玻璃管作為高壓燈管使用時(shí)，仍然存在抗張強(qiáng)度欠佳的現(xiàn)象;在高壓燈管張應(yīng)力達(dá)到800kg/cm2以上時(shí)，時(shí)常會發(fā)生燈管炸裂的現(xiàn)象，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。然后，石英玻璃作為一種低膨脹系數(shù)的材料，無法采用淬冷或離子交換技術(shù)來提高其機(jī)械強(qiáng)度，抗張強(qiáng)度得不到有效改善，限制了石英玻璃管的實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述需求，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，該制備方法工序安排合理，制備工藝簡便，制得的石英玻璃管的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，其表層和里層具有不同的膨脹系數(shù)，利用兩者的膨脹系數(shù)差來實(shí)現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)化的目的，有效的提升了石英玻璃管的抗張強(qiáng)度。
[0005]本發(fā)明是一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，該制備方法包括如下步驟:a)選材備料，b)配制表層噴涂料，c)噴涂前處理，d)熱噴涂處理，e)后處理。
[0006]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟a)中，里層為成型石英管，成型厚度約為
0.5-2mm，內(nèi)徑為5-20mm，主要成分為:高純度石英砂、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鈉、氧化銪和氧化鈰;表層原料的主要成分為:高純度石英砂、二氧化鈦、氧化鉀、氧化鋰、氧化鈷、氧化銪和氧化鋪。
[0007]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟b)中，配制工藝包括:酸洗、水洗、干燥、研磨等處理;酸洗使用濃度為8%的氫氟酸，干燥溫度控制在300°C-350°C，研磨處理后的粉料平均顆粒度控制在300-400目。
[0008]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟c)中，使用濃硫酸對里層石英管表面進(jìn)行去油處理，處理時(shí)間為30-35分鐘，而后使用去離子水沖凈并烘干。
[0009]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟d)中，處理工藝選用等離子熱噴涂，主要參數(shù)設(shè)置如下:噴槍頭垂直于工作基面，距離控制在5-10cm，移動速度控制在0.02-0.04m/s ；送料氣體為氬氣，流量為40-80L/min;工作電流為350-400A，工作電壓為120-140V，粉料熔融溫度控制在1900°C -2000°C ;熔融后的粉料以150-180m/s的速度附著在石英管表面。
[0010]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟e)中，后處理包括退火處理、成品檢驗(yàn)、包裝儲存等;退火處理在加熱爐中進(jìn)行，處理溫度控制在1200°C-1250°C，保溫20 -25分鐘；而后以5-8°C/min的速率降溫至700°C_750°C，保溫20分鐘；再以4-6°C/min的速率降溫至3500C-400 V，保溫40分鐘;最后，在I小時(shí)內(nèi)降溫至120°C后出爐空冷至室溫。[0011 ]本發(fā)明揭示了一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，該制備方法工序安排合理，制備工藝簡便，制得的石英玻璃管具有結(jié)構(gòu)的雙層結(jié)構(gòu)，其表層和里層的膨脹系數(shù)不同，通過兩者的膨脹系數(shù)差實(shí)現(xiàn)了管壁強(qiáng)化的目的，有效的提升了石英玻璃管的強(qiáng)度和實(shí)用性。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法的工序步驟圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法的工序步驟圖；該制備方法包括如下步驟:a)選材備料，b)配制表層噴涂料，c)噴涂前處理，d)熱噴涂處理，e)后處理。
[0015]實(shí)施例1
本發(fā)明提及的高強(qiáng)度石英管的具體制備步驟如下:
a)選材備料，里層為成型石英管，成型厚度約為0.5-2_，內(nèi)徑為5-20_，主要成分及百分含量配比為:高純度石英砂97%-97.5%、二氧化鈦0.6%、氧化鋁0.3%-0.4%、氧化鈉0.03%-
0.04%、氧化銪2.0%、氧化鈰0.7%-0.8%;表層原料的主要成分及百分含量配比為:高純度石英砂94%-94.5%、二氧化鈦5.5%-6%、氧化鉀0.04%-0.05%、氧化鋰0.015%_0.02%、氧化鈷
0.17%-0.2%、氧化銪0.6%-0.7%、氧化鈰0.3%-0.4% ；
b)配制表層噴涂料，配制工藝包括:酸洗、水洗、干燥、研磨等處理;酸洗使用濃度為8%的氫氟酸，干燥溫度控制在300°C-350°C，研磨處理后的粉料平均顆粒度控制在350-400目；
c)噴涂前處理，使用濃硫酸對里層石英管表面進(jìn)行去油處理，處理時(shí)間為30-35分鐘，而后使用去離子水沖凈并烘干；
d)熱噴涂處理，處理工藝選用等離子熱噴涂，主要參數(shù)設(shè)置如下:噴槍頭垂直于工作基面，距離控制在5-8cm，移動速度控制在0.02-0.03m/s ；送料氣體為氬氣，流量為40-60L/min;工作電流為350-400A，工作電壓為120-140V，粉料熔融溫度控制在1900°C -1950°C;熔融后的粉料以150-160m/s的速度附著在石英管表面;表層的成型厚度控制在0.1-0.15mm;
e)后處理，后處理包括退火處理、成品檢驗(yàn)、包裝儲存等;退火處理在加熱爐中進(jìn)行，處理溫度控制在1200 °C左右，保溫25分鐘；而后以5-7°C/min的速率降溫至700 °C左右，保溫20分鐘；再以4-5°C/min的速率降溫至350°C左右，保溫40分鐘；最后，在I小時(shí)內(nèi)降溫至120°C后出爐空冷至室溫。
[0016]實(shí)施例2
本發(fā)明提及的高強(qiáng)度石英管的具體制備步驟如下:
a)選材備料，里層為成型石英管，成型厚度約為0.5-2_，內(nèi)徑為5-20_，主要成分及百分含量配比為:高純度石英砂97.5%-98%、二氧化鈦0.65%、氧化招0.3%-0.35%、氧化鈉
0.03%-0.04%、氧化銪1.5%-1.7%、氧化鈰0.6%-0.7%;表層原料的主要成分及百分含量配比為:高純度石英砂94.5%-95%、二氧化鈦5%-5.5%、氧化鉀0.03%-0.04%、氧化鋰0.01%-
0.016%、氧化鈷0.15%-0.17%、氧化銪0.5%-0.6%、氧化鈰0.4%-0.5% ； b)配制表層噴涂料，配制工藝包括:酸洗、水洗、干燥、研磨等處理;酸洗使用濃度為8%的氫氟酸，干燥溫度控制在300°C-350°C，研磨處理后的粉料平均顆粒度控制在350-400目；
c)噴涂前處理，使用濃硫酸對里層石英管表面進(jìn)行去油處理，處理時(shí)間為30-35分鐘，而后使用去離子水沖凈并烘干；
d)熱噴涂處理，處理工藝選用等離子熱噴涂，主要參數(shù)設(shè)置如下:噴槍頭垂直于工作基面，距離控制在6-8cm，移動速度控制在0.025-0.03m/s ；送料氣體為氬氣，流量為50-65L/min;工作電流為350-400A，工作電壓為120-140V，粉料熔融溫度控制在1950°C -2000°C;熔融后的粉料以160-180m/s的速度附著在石英管表面;表層的成型厚度控制在0.16-0.2mm;
e)后處理，后處理包括退火處理、成品檢驗(yàn)、包裝儲存等;退火處理在加熱爐中進(jìn)行，處理溫度控制在1250 °C左右，保溫20分鐘；而后以6-8°C/min的速率降溫至750 °C左右，保溫20分鐘；再以5-6°C/min的速率降溫至400°C左右，保溫40分鐘；最后，在I小時(shí)內(nèi)降溫至120°C后出爐空冷至室溫。
[0017]本發(fā)明揭示了一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，其特點(diǎn)是:該制備方法工序安排合理，制備工藝簡便，制得的石英玻璃管具有結(jié)構(gòu)的雙層結(jié)構(gòu)，其表層和里層的膨脹系數(shù)不同，通過兩者的膨脹系數(shù)差實(shí)現(xiàn)了管壁強(qiáng)化的目的，有效的提升了石英玻璃管的強(qiáng)度和實(shí)用性。
[0018]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟:a)選材備料，b)配制表層噴涂料，c)噴涂前處理，d)熱噴涂處理，e)后處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，其特征在于，所述的步驟a)中，里層為成型石英管，成型厚度約為0.5-2mm，內(nèi)徑為5_20mm，主要成分為:高純度石英砂、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鈉、氧化銪和氧化鈰;表層原料的主要成分為:高純度石英砂、二氧化鈦、氧化鉀、氧化鋰、氧化鈷、氧化銪和氧化鋪。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，其特征在于，所述的步驟b)中，配制工藝包括:酸洗、水洗、干燥、研磨等處理;酸洗使用濃度為8%的氫氟酸，干燥溫度控制在300°C_350°C，研磨處理后的粉料平均顆粒度控制在300-400目。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，其特征在于，所述的步驟c)中，使用濃硫酸對里層石英管表面進(jìn)行去油處理，處理時(shí)間為30-35分鐘，而后使用去離子水沖凈并烘干。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，其特征在于，所述的步驟d)中，處理工藝選用等離子熱噴涂，主要參數(shù)設(shè)置如下:噴槍頭垂直于工作基面，距離控制在5-10cm，移動速度控制在0.02-0.04m/s ；送料氣體為氬氣，流量為40_80L/min ；工作電流為350-400A，工作電壓為120-140V，粉料熔融溫度控制在1900°C _2000°C ;熔融后的粉料以150-180m/s的速度附著在石英管表面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度石英玻璃管的制備方法，其特征在于，所述的步驟e)中，后處理包括退火處理、成品檢驗(yàn)、包裝儲存等;退火處理在加熱爐中進(jìn)行，處理溫度控制在1200°C_1250°C，保溫20 -25分鐘；而后以5_8°C/min的速率降溫至700°C_750°C，保溫20分鐘；再以4_6°C/min的速率降溫至350°C_400°C，保溫40分鐘；最后，在I小時(shí)內(nèi)降溫至120°C后出爐空冷至室溫。
【文檔編號】C03C23/00GK105906220SQ201610249639
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】沈建興
【申請人】太倉市建興石英玻璃廠