კვარცის მინის ძირითადი თვისებები. კვარცის მინასთან მუშაობის თავისებურებები

რისი მიცემაა ნებადართული ჩვილებისთვის? როგორ შეგიძლიათ შეამციროთ ტემპერატურა უფროს ბავშვებში? რომელი მედიკამენტებია ყველაზე უსაფრთხო?

ლაბორატორიული კვარცის ხიბლი 2014 წლის 5 ივლისი

თუ ლაბორატორიაში მუშაობდით, დიდი ალბათობით მიჩვეული ხართ, რომ ლაბორატორიული მინა დამზადებულია კვარცისგან. თუმცა, ალბათ არც კი იცოდით ამ მინის ასეთი გამძლეობის მიზეზი, რაც არანაკლებ ართულებს მის დამზადებას. ასე რომ, გადახედეთ ამ შესანიშნავ გიფებს Global Research-ისგან, რომლებიც აჩვენებენ კვარცის ხიბლს.

ზოგიერთი ინფორმაცია: ამ ლაბორატორიულ შუშას შეუძლია გაუძლოს გიჟურ ტემპერატურას და ქიმიურ რეაქციებს სწორედ იმიტომ, რომ იგი დამზადებულია სუფთა კვარცისგან. ეს ნიშნავს, რომ ის არ შეიცავს ყველა მინარევებს, რასაც ჩვეულებრივი მინა შეიცავს, რაც აადვილებს მის ფორმირებას მაღალ ტემპერატურაზე.დაბალი ტემპერატურა

. ამის ნაცვლად, ლაბორატორიული მინა არის კვარცის კრისტალის სახეობა, რომელიც ჩამოყალიბებულია სპეციფიკურ ფორმაში. ეს ნიშნავს, რომ მის ფორმირებისთვის საჭიროა 1600 გრადუს ცელსიუსზე მეტი ტემპერატურა.

კვარცის მინა არის ერთკომპონენტიანი სილიკატური მინა, რომელიც დამზადებულია კლდის ბროლის, ვენური ან ოპტიკური კვარცის, კვარცის ქვიშის და სინთეტიკური სილიციუმის დიოქსიდის დნობით. კვარცის მინა აჩვენებს უკიდურესად ვიწრო დარბილების დიაპაზონს და ახასიათებს მაღალი სიბლანტე, რის გამოც მზა პროდუქტის სიბლანტის მაჩვენებლებიკვარცის მინა

დაახლოებით 2000º C ტემპერატურაზეც კი, ისინი 100-ჯერ აღემატება მრავალკომპონენტიანი სათვალეების სიბლანტეს. სიბლანტის გარდა, კვარცის მინა ხასიათდება:
მაღალი ავარიული ძაბვა და პრაქტიკულად არ დანაკარგები ფართო სიხშირის დიაპაზონში;
- დაბალი დიელექტრიკული გამტარობა;

კვარცის მინა არის ერთ-ერთი საუკეთესო საიზოლაციო მასალა, რის გამოც კვარცის მინის ნაწარმი ფართოდ გამოიყენება ელექტრო, განათების, ოპტიკურ, სამედიცინო და სხვა ინდუსტრიებში. განსაკუთრებული ყურადღებაიმსახურებენ კვარცის შუშის შესანიშნავი ელექტრული საიზოლაციო თვისებებს ამაღლებული ტემპერატურა, რომელიც განსაზღვრავს მოთხოვნას რადიოელექტრონულ ინდუსტრიაში ამ ტიპის მინაზე, როგორც ელექტროვაკუუმურ მინაზე.

კვარცის მინა: კვარცის მინის ტიპები და მისი გამოყენების სფეროები

კვარცის მინის ელექტრული გამტარობის რაოდენობა და სხვა თვისებები განისაზღვრება ჩვენში არსებული მინარევებით (Na+, K+, Li+), რის გამოც კვარცის მინა იყოფა შემდეგ ტიპებად:

გაუმჭვირვალე კვარცის მინა - დამზადებულია სუფთა კვარცის ან ვენური ქვიშისგან. გაუმჭვირვალე კვარცის მინისგან დამზადებული პროდუქტები გამოიყენება თბოგამძლე ლაბორატორიული აღჭურვილობის დასასრულებლად, ელექტრული ღუმელების მაფლები, თერმოწყვილების გადასაფარებლები და შუშის ზოლები.

გამჭვირვალე ტექნიკური მინა მიიღება ქვის ბროლის ან სინთეტიკური სილიციუმის დიოქსიდის დნობით. ამ ტიპისშუშას აქვს მაღალი გამჭვირვალობა და მინიმალური რეფრაქციული ინდექსი, რის გამოც გამჭვირვალე ტექნიკური კვარცის მინა გამოიყენება ლაბორატორიული აღჭურვილობის, რადიოტექნიკის დასასრულებლად და მინის ბოჭკოს დასამზადებლად.

ოპტიკური კვარცის მინა, რომელიც დამზადებულია სპეციალური ოპტიკური კვარცისგან. ოპტიკურ კვარცს აქვს ქიმიური სისუფთავის მაღალი ხარისხი, რაც თავის მხრივ უზრუნველყოფს ოპტიკურ მინას სინათლის გამტარობის ცალსახად მაღალი ხარისხით;

განსაკუთრებით სუფთა მინა არის კვარცის მინა ბუშტების, ჩანართების და გაზრდილი სინათლის გადაცემის მინიმალური შემცველობით, სპექტრის IR რეგიონის ჩათვლით. ასე რომ უნიკალური თვისებებიშესაძლებელს ხდის განსაკუთრებით სუფთა კვარცის მინის გამოყენებას ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიაში, მიკროელექტრონიკაში, საჰაერო კოსმოსურ სანავიგაციო სისტემებში და მაღალი ხარისხის ოპტიკურ ინსტრუმენტებში.

კერამიკული მინა, რომელსაც აქვს მაღალი თერმული და რადიაციული წინააღმდეგობა, მჟავა წინააღმდეგობა და რადიოგამჭვირვალობა, გამოიყენება ცეცხლგამძლე პროდუქტების ფართო სპექტრის დასამზადებლად.

შენადნობი მინა არის კვარცის მინა, მის შემადგენლობაში შემავალი დანამატებით.

მინა ერთ-ერთი უძველესი მასალაა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ყველა სფეროში პრაქტიკული აქტივობებიადამიანის წყალობით სასარგებლო თვისებებისა და თვისებების კომპლექტი. მისი არსებობის მანძილზე (რაც 5 ათას წელზე მეტია), ის ქიმიური ფორმულაპრაქტიკულად იგივე დარჩა, შეიცვალა მხოლოდ მისი თვისებები.

კვარცის მინა

ამისთვის მრავალი წელიადამიანი ცდილობდა შეექმნა მინა, რომელიც სულ უფრო გამჭვირვალე და მდგრადი იყო სხვადასხვა დესტრუქციული ფაქტორების მიმართ. ამ მიზანმიმართული გაუმჯობესების შედეგად გამოჩნდა კვარცის მინა - სრულიად ახალი ტიპის მასალა, დამაფიქრებელი მახასიათებლებით. შესაძლოა, სწორედ ეს ჭიქა განსაზღვრავს კაცობრიობის შემდგომი განვითარების მიმართულებას.

კვარცის მინა არის სუფთა სილიციუმის ოქსიდის (SiO 2) დნობის პროდუქტი. ჩვეულებრივი მინისგან განსხვავებით, ეს მასალა ამორფულ მდგომარეობაშია, ანუ არ აქვს ზუსტი დნობის წერტილი და გაცხელებისას თანდათანობით იცვლება მყარიდან თხევადში. დიდწილად ამ თვისებით არის განპირობებული, რომ კვარცმა, ან სილიკატურმა მინამ იპოვა ასეთი ფართო გამოყენება ინდუსტრიაში.

კვარცის მინის სტრუქტურა

მასალის ამორფული ბუნება აიხსნება მისი სტრუქტურით, რომელიც ეფუძნება სილიციუმ-ჟანგბადის ტეტრაედრებს. SiO 2-ის მოლეკულები „აკავშირებენ“ ერთმანეთს ჟანგბადის ატომების ურთიერთმიზიდულობის გამო.

ისინი ერთად ქმნიან სამგანზომილებიან ქსელებს, მიუხედავად იმისა, რომ არ არსებობს მკაცრი წესრიგი მოლეკულების ერთმანეთთან შედარებით მოწყობაში. ამიტომაა, რომ კვარცის სათვალეებს აქვთ ამორფული მასალების თვისებები.

როგორც ყოველთვის, ის მიიღება ნედლეულის დნობით. სუფთა სილიციუმის დიოქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ასეთი - rhinestone, ვენის ქვიშა, ასევე ხელოვნურად მიღებული სილიციუმის ოქსიდი.

განსხვავებები კვარცის მინასა და ჩვეულებრივ მინას შორის

ნედლეულის შერჩეული ტიპის მიხედვით განისაზღვრება საბოლოო პროდუქტის ზოგიერთი თვისება. ასე რომ, კრისტალურად სუფთა და გამჭვირვალე მასალის მისაღებად გამოიყენება კლდის ბროლი.

მთავარი განსხვავება სილიკატურ მინასა და ჩვეულებრივ მინას შორის არის დნობის მაღალი წერტილი - 1500 C-ზე მეტი. ამ შემთხვევაში, სილიციუმის ოქსიდი იწყებს ინტენსიური სინათლის გამოსხივებას ხილულ სპექტრში, ანუ იწყებს ნათებას.

ნედლეულის ამორფული სტრუქტურის გამო, დნობის პროცესი შეიძლება გაგრძელდეს საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში. გამდნარ კომპოზიციას აქვს მაღალი სიბლანტე, რაც არ აძლევს მას დნობის ან გადაადგილების საშუალებას. ეს ართულებს კვარცის მინის წარმოებას ერთიანი კედლის სისქით.

წარმოების მახასიათებლები

ყველა ჩამოთვლილი მახასიათებლის გამო, სილიკატური მინის წარმოება შესაძლებელია მხოლოდ სპეციალიზებულ აღჭურვილობაზე. დნობის მცენარეებმა უნდა შეინარჩუნონ მაღალი ტემპერატურა, ხოლო მინის პროდუქტების შესაქმნელად აუცილებელია ღია ცეცხლის ჭავლი 1800 C და უფრო მაღალ ტემპერატურაზე.

ასევე სპეციალური მოთხოვნებია საწარმოო ზონის მიმართ – ის უნდა იყოს სტერილური. უცხო ნაწილაკების მცირე რაოდენობა აუცილებლად გამოიწვევს იმ ფაქტს, რომ მზა კვარცის მინა მალე გაიბზარება და დაკარგავს თავის თვისებებს.

განსაკუთრებული თვისებები უნდა ჰქონდეთ წარმოების თანამშრომლებს - შუშის ქარხნებსაც. მათ უწევთ უკიდურესად მაღალ ტემპერატურასთან გამკლავება - ოპერაციის დროს ერთმა შეცდომამ შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული დაზიანებები და დამწვრობა.

შუშის აფეთქების ყველა ძირითადი ხელსაწყო დამზადებულია სითბოს მდგრადი მასალისგან - გრანიტი, ვოლფრამი, რომლებიც, სხვა საკითხებთან ერთად, მძიმეა. ამიტომ, თანამშრომლები უნდა იყვნენ ფიზიკურად ძლიერი და გამძლეები.

კვარცის მინის თვისებები

სილიკატურ მინას აქვს დაბალი ელექტრული გამტარობა, ამიტომ ხშირად გამოიყენება როგორც დიელექტრიკი რთულ ელექტრო მოწყობილობებში. მთავარი სასარგებლო თვისებებიკვარცის სათვალეები შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად:

1. თერმული. მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა (1200 C o), თერმული გაფართოების მაღალი კოეფიციენტი (15-ჯერ მეტი ვიდრე ჩვეულებრივი მინის), რაც განსაზღვრავს მდგრადობას ტემპერატურის უეცარი და მნიშვნელოვანი რყევების მიმართ (წარმოებაში პროდუქტები გაცივებულია ყინულის წყლის ნაკადით).
2. ქიმიური. მინა ქიმიურად ნეიტრალურია და არ რეაგირებს ყველა ტუტესთან და მჟავასთან, გარდა ფოსფორისა და ჰიდროფთორმჟავას (რეაქცია იწყება 300 C ზე მეტი ტემპერატურაზე).
3. ოპტიკური. კვარცის მინის გარდატეხის ინდექსი 150-ჯერ დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივი მინის (n e = 1.46). ამის წყალობით, ის შესანიშნავად გადასცემს არა მხოლოდ მზის შუქს და ჩვეულებრივ შუქს, არამედ არ ბლოკავს არც ინფრაწითელ და არც ულტრაიისფერ გამოსხივებას.

ყველა ეს თვისება შესაძლებელს ხდის კვარცის მინის გამოყენებას სამშენებლო მასალა, ასევე ლაბორატორიული მინის ჭურჭლის, ოპტიკური ხელსაწყოების, ელექტრო მოწყობილობების, თბოგამძლე ცეცხლგამძლე მასალების წარმოებისთვის. მისი გამოყენების ერთ-ერთი მთავარი სფეროა ოპტიკური ბოჭკოების წარმოება.

ოპტიკური კვარცის მინა

წარმოებაში გამოყენებული ტექნოლოგიიდან გამომდინარე, კვარცის მინა შეიძლება იყოს გაუმჭვირვალე ან გამჭვირვალე. პირველ შემთხვევაში, მისი სტრუქტურა შეიცავს დიდი რაოდენობით გაზის ბუშტებს, რომლებიც ინტენსიურად ფანტავს სინათლეს.

გამჭვირვალე მინა, ან კვარცის ოპტიკური მინა, როგორც მას ასევე უწოდებენ, აბსოლუტურად ერთგვაროვანია და არ შეიცავს ბუშტებს. ამ მახასიათებლის გამო მასალა გამოიყენება მონაცემთა მაღალსიჩქარიანი გადაცემის, ოპტიკური ლინზებისა და პრიზმების წარმოებაში.

ოპტიკური მინის ბრენდები და სერია

არსებობს რამდენიმე ბრენდი KU-1, KI და KV. პროდუქტები განსხვავდება ხილული, ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი გამოსხივების გადაცემის უნარით. ყველაზე გამჭვირვალე მინა არის KI ბრენდი - მას შეუძლია სინათლის გადაცემა 2600-2800 ნმ ტალღის სიგრძეზე, ყველაზე ნაკლებად გამჭვირვალე არის KV.

გამოყენებული ნედლეულიდან გამომდინარე, კვარცის ოპტიკურ მინას შეიძლება ჰქონდეს სინათლის გადაცემის განსხვავებული შესაძლებლობები. GOST 15130-86 შეიცავს ინფორმაციას სამი სერიის შესახებ:

• 0 - მასალა, რომელიც გამოიყენება ნორმალურ სამუშაო პირობებში;
• 100 - მინა, მდგრადია მაიონებელი გამოსხივებამცირე ძალა;
• 200 - ნედლეული, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ინტენსიური მაიონებელი გამოსხივების პირობებში.

შუშის ბრენდი და სერია ქმნის პროდუქტის კოდს. იგი გამოიყენება წარმოებაში და განსაზღვრავს მინის სპეციფიკურ ტიპს. ჩვენს ქვეყანაში არ არსებობს ერთიანი დაშიფვრის სისტემა, ამიტომ თითოეული საწარმო განსაზღვრავს თავის პროდუქტებს საკუთარი გაგების მიხედვით.

გამოყენების სფერო

დიდი რაოდენობით სხვადასხვა პროდუქტი მზადდება სილიკატური მინისგან. სამეცნიერო და სამრეწველო ლაბორატორიებში მოთხოვნადია კვარცის მინის მილები, რომლებიც გამოიყენება სითხის დონის გასაზომად, ელექტრო გამაცხელებელი მოწყობილობების დასამზადებლად და გასატარებლად. ქიმიური რეაქციებიდა აგრესიული ნივთიერებების შენახვა.

გაუმჭვირვალე მინა ასევე ფართოდ გამოიყენება წარმოებაში. იგი გამოიყენება იქ, სადაც აუცილებელია თხევადი პროდუქტების კონტროლი მაღალ ტემპერატურაზე და, მისი დაბალი ღირებულების გამო, ყველგან გამოიყენება.

ოპტიკური მინა გამოიყენება გემთმშენებლობაში და რაკეტაში, ძირითადად განათების მოწყობილობების წარმოებისთვის. ნავთობქიმიურ ქარხნებში ეს მასალა ფასდება მისი მაღალი წინააღმდეგობის გამო ქიმიკატებიდა გამოიყენება აგრესიული სითხეების გასაკონტროლებლად. თვითმფრინავებში გამოიყენება კაბინების ჭიქისთვის და ასევე გამოიყენება როგორც თბოიზოლაცია.

მწარმოებლები აწარმოებენ პროდუქტებს GOST 22291-83 მოთხოვნების შესაბამისად. კვარცის მინა, მილები, ფანჯრები, პრიზმები, ლინზები და სხვა პროდუქტები იწარმოება როგორც ნაყარად, ასევე ინდივიდუალურად.

კვარცის მინის თვისებები განსხვავდება ჩვეულებრივი მინის თვისებებისგან. კვარცის მინას აქვს მრავალი უნიკალური უპირატესობა, რომელიც მიუწვდომელია სხვა მასალებისთვის. თუმცა, კვარცის მინას ასევე აქვს გარკვეული უარყოფითი მხარეები.

თერმული თვისებები

კვარცის მინის ღირსშესანიშნავი თვისება, რომლის წყალობითაც მან მიიპყრო არა მხოლოდ სპეციალისტების, არამედ ფართო საზოგადოების ყურადღება, არის მისი უგრძნობლობა ტემპერატურის უეცარი ცვლილებების მიმართ.

ეს თვისება კიდევ უფრო თვალშისაცემი ხდება, თუ შევადარებთ კვარცის მინის ქცევას სრულიად იდენტური მინის ქცევას. გარეგნობაჩვეულებრივი მინა. ყველამ კარგად იცის, რამდენად ადვილად იბზარება ეს უკანასკნელი ტემპერატურის უეცარი ცვლილებებით, თუნდაც მცირე საზღვრებში, დაახლოებით 100°. ჩვეულებრივი შუშის გაცხელებისას ოდნავი უთანასწორობაც საკმარისია ყველაზე დამღუპველი შედეგებისთვის.

ამიტომ სავსებით ბუნებრივი და გამართლებულია გაკვირვება, რომლითაც ადამიანი ჩვეულებრივ პირველად აკვირდება კვარცის მინისგან დამზადებულ ქიმიურ ჭურჭელზე ჩატარებულ სარისკო თერმულ ექსპერიმენტებს. მისი გაცხელება წითელ ცეცხლზე ყოველგვარი საფრთხის გარეშე შეიძლება და შემდეგ წყალში ჩაყრა ან მორწყვა ცივი წყალი. შეგიძლიათ უსაფრთხოდ მოათავსოთ იგი წითელ ღუმელზე ან გააცხელოთ იგი ბადის გარეშე შიშველ ცეცხლზე. შედეგები ყოველთვის ერთი და იგივეა, არასოდეს ერთი ბზარი.

კვარცის მინის ეს უპირატესობა აიხსნება თერმული გაფართოების დაბალი (და ტემპერატურით თითქმის უცვლელი) კოეფიციენტით, რომელიც დაახლოებით 15-20-ჯერ ნაკლებია ჩვეულებრივი მინის CTE-ზე. ამის წყალობით კვარცის მინის ნაწარმს შეუძლია გაუძლოს ძალიან მკვეთრ ტემპერატურის ცვლილებებს გატეხვის გარეშე.

მაგალითად, კვარცის მილები 10-30 მმ დიამეტრით უძლებს განმეორებით გათბობას 800-900 °C-მდე და წყალში გაგრილებას. კვარცის მინის ზოლები, გაცივებული ერთი მხრიდან, ინარჩუნებს 1500 °C ტემპერატურას მოპირდაპირე მხარეს და ამიტომ გამოიყენება როგორც ცეცხლგამძლე. თხელკედლიანი კვარცის მინის ნაწარმი უძლებს ჰაერში უეცარ გაგრილებას 1300 °C-ზე მაღალი ტემპერატურისგან და ამიტომ წარმატებით გამოიყენება მაღალი ინტენსივობის სინათლის წყაროებისთვის.

ქიმიური თვისებები

გამორჩეული ქიმიური თვისებაკვარცის მინა - მისი მჟავა წინააღმდეგობა. მხოლოდ ჰიდროფლუორულ და ფოსფორის მჟავებს შეუძლიათ მასთან რეაქცია. სხვა მჟავები, არ აქვს მნიშვნელობა რა კონცენტრაციაში და რა ტემპერატურაზე არიან ისინი, აბსოლუტურად არ მოქმედებს კვარცის მინაზე.

კვარცის მინაზე გაცილებით სუსტი ეფექტი აქვს ჰიდროფლუორულ (ჰიდროფტორულ, HF) მჟავას, ვიდრე ჩვეულებრივ მინაზე. შერწყმული კვარცის განადგურება ჰიდროფთორმჟავას მიერ დაახლოებით 10-ჯერ ნელია, ვიდრე ჩვეულებრივი მინის განადგურება. კვარცის მინაზე მოქმედი კიდევ ერთი მჟავა - ფოსფორი (P2O5) - აჩვენებს მისი დაშლის ტენდენციას მხოლოდ 300°C-ზე მეტ ტემპერატურაზე.

კვარცის აბრაზიული ჰიდროფთორმჟავას და ფოსფორის მჟავების ზემოქმედების დროს სრულიად უმოქმედოა სხვა მჟავების (აზოტის, მარილმჟავას, გოგირდის, აკვა რეგიას და ა. საჭიროა საკმარისად მჟავა რეზისტენტული მასალა, რომელიც მთლიანად ჩაანაცვლებს ძვირადღირებულ პლატინის ჭურჭელს ლაბორატორიული აღჭურვილობის და მოცულობითი და მყიფე კერამიკული პროდუქტების სფეროში ქიმიური მრეწველობის სფეროში.

ყველა სახის ჩვეულებრივი მინისგან განსხვავებით, გამონაკლისის გარეშე, კვარცის მინა სრულიად არ განიცდის სუფთა წყალს და ატმოსფერულ გავლენას.

ამავდროულად, ტუტე რეზისტენტობის თვალსაზრისით, განსაკუთრებით მაღალ კონცენტრირებულ ტუტე ხსნარებში, მას აქვს დაახლოებით იგივე დონე, როგორც ბევრი თანამედროვე ქიმიური ლაბორატორიული სათვალე, რაც მნიშვნელოვნად ჩამორჩება ზოგიერთ ყველაზე ტუტე მდგრად სათვალეებს.

ოპტიკური თვისებები

კრისტალური კვარცი (მინერალი) სამართლიანად ითვლება ერთ-ერთ ყველაზე გამჭვირვალე ნივთიერებად და უნდა ითქვას, რომ კვარცის მინა ამით დიდად არ ჩამოუვარდება მას, რომელიც აჩვენებს ძალიან დაბალ შთანთქმას სპექტრის ხილულ და უხილავ ნაწილებში. ჩვეულებრივი მინის საუკეთესო კლასები, რაც არ უნდა გამჭვირვალე იყოს ისინი, ყოველთვის სქელ ფენებში ავლენენ ფერს, რომელიც მიუთითებს ხილული სხივების შესამჩნევ შთანთქმაზე. ამის გადამოწმების უმარტივესი გზაა მინის მილის ბოლო ნაწილის გამოკვლევა, რომელსაც მარტივი ჯიშებისთვის აქვს ნათელი მწვანე. ამის საპირისპიროდ, კვარცის მინა, თუნდაც ძალიან სქელ ფენებში, თითქმის არ აჩვენებს ელფერს და შთანთქავს მასზე დაცემად ძალიან მცირე შუქს. მაგალითად, კვარცის შუშის შემთხვევაში, 10 სმ სისქის ფირფიტაზე 2,25-ჯერ მეტი ხილული სინათლე გაივლის, ვიდრე მაშინ. ფანჯრის მინა. ამ გარემოებამ განაპირობა გამოყენება შერწყმული კვარციზღვის სიღრმის შესასწავლად განკუთვნილ მოწყობილობებში ილუმინატორის დასაყენებლად.

კვარცის მინა ულტრაიისფერი სხივების მიმართ ყველა სათვალედან ყველაზე გამჭვირვალეა. კვარცის ეს თვისება გამოიყენება ულტრაიისფერი სინათლის სხვადასხვა წყაროების წარმოებაში, მაგალითად, ულტრაიისფერი სტერილიზაციის ნათურები, ვერცხლისწყლის ნათურები და ა.შ.

სპექტრის ინფრაწითელ ნაწილში კვარცის გამჭვირვალობა ისეთივე მაღალია, როგორც ულტრაიისფერში. ამიტომ, კვარცის მინის მაღალ სითბოს წინააღმდეგობასთან ერთად, იგი გამოიყენება, მაგალითად, საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო გამათბობლების წარმოებაში. სხვადასხვა ფორმებიდა ზომები.

ამრიგად, კვარცის მინის კარგი გამჭვირვალობა, რაც ნიშნავს სიტყვა "კარგი" გადაცემას 90% ან მეტი, ვრცელდება ტალღის სიგრძის ძალიან ფართო დიაპაზონზე, საშუალოდ 200-დან 4000 ნანომეტრამდე.

ქვემოთ მოცემულ გრაფიკში ხედავთ შედარებითი მახასიათებლებისინთეზური კვარცის შუშის Suprasil 300, ოპტიკური მინის BK7 და ჩვეულებრივი მინის ოპტიკური გადაცემის სპექტრი. ხილული სინათლის სპექტრი დევს გრაფიკზე დაახლოებით 400 ნმ-დან 800 ნმ-მდე.

მოკლე ულტრაიისფერი სხივებისთვის კვარცის მინის გამჭვირვალობის შესახებ მონაცემები ძალზე წინააღმდეგობრივია, რაც აიხსნება ინდივიდუალური მახასიათებლებიშესწავლილი ნიმუშები. ფაქტია, რომ ყველაზე უმნიშვნელო მინარევებს, რომელიც დნობის პროცესში ხვდება კვარცის მინაში, შეუძლია მნიშვნელოვნად შეცვალოს მისი გამჭვირვალობა სპექტრის მოკლე ტალღის ნაწილში.

გაზის გამტარიანობა

გარკვეულ პირობებში, მინას აქვს გაზის გამტარიანობა, ანუ გაზებს შეუძლიათ მინის მეშვეობით დიფუზირება (შეღწევა). ჰელიუმსა და წყალბადს აქვთ ყველაზე დიდი გამტარიანობა მინის მეშვეობით, ხოლო შუშის მეშვეობით წყალბადის შეღწევის სიხშირე უფრო დაბალია, ვიდრე ჰელიუმისა. ჯერ ნაკლები ჰელიუმის გამტარიანობაზე.

შუშის გაზის გამტარიანობა დამოკიდებულია გაზის ტიპზე, შუშის შემადგენლობაზე და მცირდება კედლის სისქის მატებასთან და ტემპერატურის კლებასთან ერთად. რაც უფრო მკვრივია შუშის სტრუქტურა და რაც უფრო დიდია გაზის მოლეკულა, მით უფრო დაბალია გაზის გამტარიანობა.

კვარცის მინას აქვს ყველაზე დიდი გაზის გამტარიანობა; მისი გაზის გამტარიანობა დაახლოებით 3*102-ჯერ აღემატება სხვა სათვალეებს. კრისტალური კვარცის გამტარიანობა 107-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე შერწყმული კვარცის.

საინტერესოა ჰელიუმის გამტარიანობის გაცნობა სხვადასხვა ტიპის მინისგან დამზადებული კოლბების კედლებში. თუ 25 °C ტემპერატურაზე საწყისი წნევა კოლბაში იყო 10-16 torr (1 torr = 1 mm Hg = 133,322 Pa), მაშინ იმავე ტემპერატურაზე წნევა გაიზრდება კოლბაში 10-6 torr-მდე:

კვარცის მინის პროდუქტები არ ექვემდებარება დეფორმაციას 1000°C-მდე ტემპერატურაზე.

კვარცის მინა კარგი დიელექტრიკაა. კვარცის ელექტრული წინააღმდეგობა მნიშვნელოვნად აღემატება საუკეთესო სილიკატური სათვალეების წინააღმდეგობას. ეს კვარცს შესანიშნავ მასალად აქცევს სითბოზე მომუშავე საიზოლაციო ელემენტების დასამზადებლად.

კვარცის მინის სიმკვრივეა 2202±5 კგ/მ3 (2,202 გ/სმ3). ჰაერის ბუშტების არსებობისა და შინაარსიდან გამომდინარე, შერწყმული კვარცის სიმკვრივე შეიძლება განსხვავდებოდეს 2.0-დან 2.2-მდე.

გვერდი 1

კვარცის მინის თვისებები მაღალ ტემპერატურაზე მნიშვნელოვნად იცვლება. 1200 C ტემპერატურაზე კვარცის მინა იწყებს დარბილებას, ხდება პლასტიკური და მცირდება მისი სიბლანტე.  

კვარცის მინის თვისებების ცვლილება დაახლოებით 1000 ტემპერატურაზე აიხსნება მისი ა-კრისტობალიტად გარდაქმნით. აქედან ჩვეულებრივ კეთდება დასკვნა, რომ კვარცის ჭურვები არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალ ტემპერატურაზე, ყოველ შემთხვევაში გრძელვადიანი გაზომვისთვის. თუმცა, გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ 1300 - 1500 ტემპერატურაზე ჭურვები ინარჩუნებენ ძალას ა-კრისტობალიტად სრული გარდაქმნის შემდეგ და შეუძლიათ კარგად ემსახურონ ამ პირობებში.  

კვარცის მინის ფიზიკურ-ქიმიური და სპექტრულ-ლუმინესცენტური თვისებების შესწავლა / E. I. Talant, Yu N. Kondratiev, Lun-ter, etc.  

კვარცის მინის სტრუქტურა და თვისებები დიდწილად დამოკიდებულია ნედლეულის სისუფთავეზე, ასევე წარმოების მეთოდსა და პირობებზე, რაც საკმარისად არ არის გათვალისწინებული მისი სტრუქტურის შესწავლისას. ყველაზე სუფთა ნედლეულში (ბუნებრივი ქვის კრისტალი) არის 0,03 - 0,0 i% მინარევები (კალიუმის, ნატრიუმის და კალციუმის იონები), რაც მნიშვნელოვნად მოქმედებს სილიციუმის ჩარჩოზე და გარკვეულ თერმულ პირობებში შეიძლება გამოიწვიოს შუშის კრისტალიზაცია. კრისტობალიტი.  

კვარცის მინის მდგომარეობა და თვისებები იცვლება 1000 C-ზე ზევით გაცხელებისას, ხოლო 1200 C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ის იწყებს დარბილებას; ამ ტემპერატურაზე, ზოგიერთი აირი ადვილად ვრცელდება კვარცის შუშის ფენაში. დაბალი ატომური წონის (წყალბადის) გაზები ყველაზე ადვილად დიფუზირდება; ისინი იწყებენ შეღწევას უკვე 500 C ტემპერატურაზე. აირები, როგორიცაა წყალბადის ქლორიდი, ჟანგბადი, ნახშირორჟანგი და აზოტი, დიფუზირდება 800 - 1200 C ტემპერატურაზე. ამიტომ, კვარცის მილები არ არის რეკომენდებული გაცხელებული გაზების ტრანსპორტირებისთვის.  

მეთოდი ეფუძნება კვარცის მინის თვისებას, გაუძლოს ტემპერატურის უეცარ ცვლილებებს.  

De Coudre28-მა და Watson-მა29 გამოცდილებიდან შეიტყვეს, თუ რამდენ სირთულეს იწვევს კვარცის მინის თვისებები და წყალბადის გამტარიანობა მაღალი ტემპერატურისა და წნევის დროს. კვარცის მინის ძლიერი კრისტალიზაცია განპირობებულია ცხელი წყლის ორთქლის მინერალიზებული ეფექტით, რასაც დიდად უწყობს ხელს რკინისა და ჟანგის კვალიც კი, რომლებიც მოქმედებენ როგორც ტიპიური კატალიზატორები. გარდა ამისა, დე კუდრის მიერ გამოყენებული ფოლადის ბომბის შიგნით, ბუშტები ყოველთვის წარმოიქმნება სითხეში წყალბადის დიფუზიის გამო თხელკედლიანი კვარცის მინის ჭურჭელში.  

კვარცის შუშის თხელი ძაფი, გადახვევისას, უბრუნდება თავდაპირველ მდგომარეობას; ამიტომ, ასეთი ძაფები გამოიყენება საზომ ინსტრუმენტებში. კვარცის სათვალეების გადაცემის უნარი ულტრაიისფერი სხივებიგამოიყენება სპეციალურ ელექტრო ნათურებში, რომლებიც გამოიყენება გარკვეული დაავადებების სამკურნალოდ.  

შუშები არის არაორგანული ამორფული ნივთიერებები, რომლებიც ჩვეულებრივ წარმოადგენს სხვადასხვა ოქსიდების სისტემებს. მაგიდაზე 23.21 გვიჩვენებს კვარცის ჭიქების თვისებებს და ცხრილში. 23.22 - რიგი სხვა ელექტროსაიზოლაციო სათვალე.  

ვიკორი მინა (96% SiO2) იწარმოება ბოროსილიკატური მინისგან, საიდანაც შესაბამისი პროდუქტის დამზადების შემდეგ ტუტე ლითონის ბორატი ირეცხება ცხელი მჟავით. დარჩენილი წვრილი ფოროვანი მასალა შემდგომში ექვემდებარება აგლომერაციას, რის შემდეგაც იგი ნაწილობრივ იძენს კვარცის მინის თვისებებს.  

კვარცის მინის, როგორც დიელექტრიკის მთავარი მინუსი არის მისი დამუშავების სირთულე. მაღალი დარბილების წერტილიდან გამომდინარე, კვარცის დნობა ხორციელდება სპეციალურ ელექტროღუმელებში, ხოლო დნობისას საჭიროა ისეთი პროდუქტის მიღება, რომელიც არ შეიცავს ჰაერის ბუშტები, მნიშვნელოვნად აუარესებს კვარცის მინის თვისებებს, რაც დიდ სირთულეებს წარმოადგენს. კვარცის მინის დამუშავება პრაქტიკულად შეუძლებელია, გარდა დაფქვისა.  

ვერცხლისწყლის გამონადენის გამოსხივების ფერის კორექტირება მაღალი წნევაამ ნათურებში სანთურა მიიღწევა სანთურში შეყვანილი ელემენტების გამოსხივების გამო. გამონადენის რეგიონში იოდიდები ჯერ იშლება მათ კომპონენტებად, შემდეგ კი აგზნებად და რადიაციად მბზინავი ელემენტები- ნატრიუმი, ტალიუმი და ა.შ. როდესაც ელემენტები ტოვებენ გამონადენის ზონას, ისინი ერწყმის იოდს. მავნე გავლენაკვარცის მინის სანთურის თვისებები შესუსტებულია.  

ეს არის მასალა, რომელიც მიიღება სილიციუმის ოქსიდის მაღალ ტემპერატურაზე ზემოქმედებით. ტრადიციული მინისგან გამოირჩევა ამორფული მდგომარეობით (არ არსებობს ზუსტი დნობის წერტილი), რაც განსაზღვრავს პროდუქტის ძირითად თვისებებს. შეუძლებელია კონკრეტული დნობის წერტილის პოვნა, ხოლო კვარცის მინაში მყარიდან თხევადზე გადასვლა ხდება შეუფერხებლად და თანდათანობით მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. კიდევ ერთი განსხვავება ისაა, რომ ის გადასცემს არა მხოლოდ სინათლეს, არამედ ულტრაიისფერ და ინფრაწითელ სხივებს. მეცნიერება ამას ხსნის SiO 2 მოლეკულების სივრცითი სტრუქტურისა და მათ შორის ჟანგბადის კავშირის თავისებურებით.

როგორ იღებთ მას?

საწყისი მასალებია:

• ქვის წარმოშობის კვარცი;
• rhinestone;
• კვარცის ქვიშა;
• SiO 2 (სილიციუმის ოქსიდი) ხელოვნური წარმოებიდან.

წარმოებისთვის გამოიყენება სპეციალური მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია შეინარჩუნოს დნობის ტემპერატურა 1500 გრადუსზე ზემოთ. ხოლო კვარცის მინისგან პროდუქტების შესაქმნელად, თქვენ უნდა გქონდეთ მიმართული ალი 1800°C ან მეტი. სახელოსნო უნდა იყოს აბსოლუტურად სუფთა და უფრო მეტიც, სტერილური. ვინაიდან მტვრის ან სხვა ნაწილაკების უმცირესი რაოდენობაც კი აუცილებლად გამოიწვევს პროდუქტის დაკარგვას საუკეთესო თვისებები. მხოლოდ სპეციალურად მომზადებულ და სერტიფიცირებულ პირებს შეუძლიათ მუშაობა. შუშის აფეთქების ყველა ინსტრუმენტი დამზადებულია სითბოს მდგრადი მასალისგან. ჩვეულებრივ გამოიყენება გრანიტი და ვოლფრამი.

წარმოების პროცესი უნდა იყოს ორგანიზებული ისე, რომ გამომავალი მიიღება GOST 22291-83 მოთხოვნების შესაბამისად. საბოლოო შედეგზე გავლენას ახდენს არა იმდენად წარმოების მეთოდი, რამდენადაც მაღალი ხარისხის ნედლეულის გამოყენება. პროდუქტი შეიძლება აღმოჩნდეს სრულიად გამჭვირვალე, თუ მის დასამზადებლად გამოიყენებოდა სუფთა კლდის ბროლი. სხვა ნედლეულისგან წარმოებული მინა ყინვაგამძლეა ან თანდასწრებით დიდი რაოდენობითგაზის ბუშტები.

გარდა გამჭვირვალე და ყინვაგამძლე შუშისა, ისინი ასევე აწარმოებენ ფერად მინას. როდესაც ძირითადი ნედლეული დნება წარმოების პროცესში, მას ემატება ზოგიერთი ფერადი ლითონის ოქსიდი. რკინის წარმოებული იძლევა ლურჯიდა ტყვიის დამატება მას კრისტალად აქცევს.

მასალის სასარგებლო თვისებები

ძირითადი სარგებელი შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად:

1. თერმული. მასალა ძალიან მდგრადია დაახლოებით 1200 გრადუს ტემპერატურაზე. სილიკატური მინის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი 13-15-ჯერ აღემატება ჩვეულებრივ მინას. ეს ხსნის მის სტაბილურობას ტემპერატურის უეცარი ცვლილებების დროს.
2. ქიმიური. კვარცის მინა არანაირად არ რეაგირებს მჟავებსა და ტუტეებზე. გამონაკლისი არის ფოსფორის და ჰიდროფლორინის მჟავები. მაგრამ ისინი იწყებენ ურთიერთქმედებას მხოლოდ 300 გრადუსზე ზემოთ ტემპერატურაზე.
3. ოპტიკური. პროდუქტს აქვს რეფრაქციული ინდექსი, რომელიც ძალიან დაბალია. ეს მაჩვენებელი არის უბრალო მინასილიკატზე 150-ჯერ მაღალია. ამიტომ მასში უნაკლოდ გადის არა მხოლოდ ჩვეულებრივი სინათლე, არამედ ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი სხივები.

შუშის ოპტიკური მარკირება

GOST 15130-86 გთავაზობთ სილიკატური სათვალეების გამოყოფას შემდეგნაირად:

• სერია 0 განკუთვნილია ნორმალურ პირობებში გამოსაყენებლად.
• სერია 100 - აღნიშვნა მასალისთვის, რომელსაც შეუძლია იმოქმედოს დაბალი ინტენსივობის იონური გამოსხივების ქვეშ;
• სერია 200 - ამ შუშას აქვს ისეთი თვისებები, რომლებიც უძლებს ინტენსიურ მაიონებელ გამოსხივებას.

გარდა ამისა, შემოთავაზებულია მარკირება ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი გამოსხივების გადაცემის უნარზე დაყრდნობით. ასე რომ:

• KU-1 ბრენდი განსაზღვრავს გამჭვირვალე, რადიაციისადმი მდგრად პროდუქტებს;
• KU-2 - გამჭვირვალე მინა ულტრაიისფერი ხილულ ნაწილში, აქვს ტალღების სუსტი შთანთქმა 170 -250 ნმ;
• KV - ამ ბრენდის ოპტიკური მინა გამოირჩევა მაღალი ერთგვაროვნებით და გამჭვირვალობით;
• KUVI - არალუმინესცენტური, ძალიან მდგრადია რადიაციის მიმართ.

გამოყენების არეალი

მისი თვისებებიდან გამომდინარე, სილიკატური მინა იპოვა გამოყენებას მშენებლობაში, მისგან მზადდება ოპტიკური ინსტრუმენტები და ელექტრული აღჭურვილობის ნაწილები. მასალა გამოიყენება ცეცხლგამძლე პროდუქტების წარმოებაში. ასევე, ნედლეული შეუცვლელია კვარცის სანახავი მინის დასამზადებლად. აუცილებელია მონიტორინგის კომპლექსისთვის ტექნოლოგიური პროცესებიმაღალი ტემპერატურისა და წნევის ქვეშ მომუშავე დანადგარების შიგნით.

თუმცა, გამოყენების ძირითად სფეროდ ითვლება ოპტიკური ბოჭკოების წარმოება. მისი წარმოებისთვის გამოიყენება მხოლოდ მაღალი ხარისხის მასალა, ე.წ ოპტიკური კვარცის მინა. ერთგვაროვანი და სრულიად გამჭვირვალე, გადასცემს ულტრაიისფერ შუქს. დღეს ეს მასალა თითქმის ყველგან გამოიყენება. იგი გამოიყენება მაღალი სიჩქარით მონაცემთა გადაცემისთვის გამძლე ოპტიკური კაბელების დასამზადებლად, ოპტიკური ლინზებისა და პრიზმებისთვის.

ასევე მოთხოვნადია ყინვაგამძლე კვარცის მინა. მისი თვისებები საკმაოდ დაბალი ფასიგახადეთ მასალა განსაკუთრებით გამოსაყენებელი ადამიანის ცხოვრების მრავალ სფეროში. ეს არის განათების მოწყობილობები და ფანჯრები გემებისთვის, თვითმფრინავებისთვის და რაკეტებისთვის. ნავთობქიმიაში და მაღალტემპერატურულ წარმოებაში მასალა ფასდება აგრესიული გარემოსადმი გამძლეობით.

სამეცნიერო და სამრეწველო ლაბორატორიები ვერ იმუშავებენ გამართულად გამჭვირვალე კვარცის მინის გარეშე. განსახორციელებლად საჭიროა ქიმიური ექსპერიმენტებისხვადასხვა რეაგენტებით, მათ შორის აგრესიული. მილები განსაკუთრებით მოთხოვნადია სხვადასხვა სითხეების დონის გასაზომად და მჟავებისა და ტუტეების შესანახად. ისინი გამოიყენება ელექტრო გათბობის მოწყობილობებში. ყველა შემთხვევაში დიდი ღირებულებააქვს სილიკატური მასალის თვისებები, რომ გაუძლოს მაღალს ტემპერატურის პირობებიდა მრავალი წამლის აგრესიისადმი წინააღმდეგობა, ასევე ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი სხივების გადაცემის უნარი. წარმოების მახასიათებლები საშუალებას გვაძლევს ვაწარმოოთ არა მხოლოდ სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო პროდუქცია პრაქტიკული მიზნებისთვის, არამედ დეკორატიული ნივთებიც.