一种高强度石英玻璃管的制备方法 |
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| 申请号 | CN201610249639.2 | 申请日 | 2016-04-21 | 公开(公告)号 | CN105906220A | 公开(公告)日 | 2016-08-31 |
| 申请人 | 太仓市建兴石英玻璃厂; | 发明人 | 沈建兴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高强度 石英 玻璃管的制备方法，该制备方法包括如下步骤：a）选材备料，b）配制表层 喷涂 料，c）喷涂前处理，d） 热喷涂 处理，e）后处理。本发明揭示了一种高强度石英玻璃管的制备方法，该制备方法工序安排合理，制备工艺简便，制得的石英玻璃管具有结构的双层结构，其表层和里层的膨胀系数不同，通过两者的膨胀系数差实现了管壁强化的目的，有效的提升了石英玻璃管的强度和实用性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高强度石英玻璃管的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：a）选材备料，b）配制表层喷涂料，c）喷涂前处理，d）热喷涂处理，e）后处理。 |
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| 说明书全文 | 一种高强度石英玻璃管的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种石英管的制备方法，尤其涉及一种高强度石英玻璃管的制备方法，属于石英制品技术领域。 背景技术[0002] 石英玻璃管的主要成分是SiO2，该材质具有良好的耐高温性、热传导性、热稳定性、光学性质以及化学稳定性，石英玻璃管已被越来越广泛应用到工业及民用产品上。 [0003] 但是，在现行技术中，当石英玻璃管作为高压灯管使用时，仍然存在抗张强度欠佳的现象；在高压灯管张应力达到800kg/cm2以上时，时常会发生灯管炸裂的现象，影响设备的正常运行。然后，石英玻璃作为一种低膨胀系数的材料，无法采用淬冷或离子交换技术来提高其机械强度，抗张强度得不到有效改善，限制了石英玻璃管的实用性。 发明内容[0004] 针对上述需求，本发明提供了一种高强度石英玻璃管的制备方法，该制备方法工序安排合理，制备工艺简便，制得的石英玻璃管的结构独特，其表层和里层具有不同的膨胀系数，利用两者的膨胀系数差来实现机械强化的目的，有效的提升了石英玻璃管的抗张强度。 [0006] 在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a）中，里层为成型石英管，成型厚度约为0.5-2mm，内径为5-20mm，主要成分为：高纯度石英砂、二氧化钛、氧化铝、氧化钠、氧化铕和氧化铈；表层原料的主要成分为：高纯度石英砂、二氧化钛、氧化钾、氧化锂、氧化钴、氧化铕和氧化铈。 [0007] 在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b）中，配制工艺包括：酸洗、水洗、干燥、研磨等处理；酸洗使用浓度为8%的氢氟酸，干燥温度控制在300℃-350℃，研磨处理后的粉料平均颗粒度控制在300-400目。 [0008] 在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c）中，使用浓硫酸对里层石英管表面进行去油处理，处理时间为30-35分钟，而后使用去离子水冲净并烘干。 [0009] 在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d）中，处理工艺选用等离子热喷涂，主要参数设置如下：喷枪头垂直于工作基面，距离控制在5-10cm，移动速度控制在0.02-0.04m/s；送料气体为氩气，流量为40-80L/min；工作电流为350-400A，工作电压为120-140V，粉料熔融温度控制在1900℃ -2000℃；熔融后的粉料以150-180m/s的速度附着在石英管表面。 [0010] 在本发明一较佳实施例中，所述的步骤e）中，后处理包括退火处理、成品检验、包装储存等；退火处理在加热炉中进行，处理温度控制在1200℃-1250℃，保温20 -25分钟；而后以5-8℃/min的速率降温至700℃-750℃，保温20分钟；再以4-6℃/min的速率降温至350℃-400℃，保温40分钟；最后，在1小时内降温至120℃后出炉空冷至室温。 [0011] 本发明揭示了一种高强度石英玻璃管的制备方法，该制备方法工序安排合理，制备工艺简便，制得的石英玻璃管具有结构的双层结构，其表层和里层的膨胀系数不同，通过两者的膨胀系数差实现了管壁强化的目的，有效的提升了石英玻璃管的强度和实用性。附图说明 [0012] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：图1是本发明实施例高强度石英玻璃管的制备方法的工序步骤图。 具体实施方式[0013] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 [0014] 图1是本发明实施例高强度石英玻璃管的制备方法的工序步骤图；该制备方法包括如下步骤：a）选材备料，b）配制表层喷涂料，c）喷涂前处理，d）热喷涂处理，e）后处理。 [0015] 实施例1本发明提及的高强度石英管的具体制备步骤如下： a）选材备料，里层为成型石英管，成型厚度约为0.5-2mm，内径为5-20mm，主要成分及百分含量配比为：高纯度石英砂97%-97.5%、二氧化钛0.6%、氧化铝0.3%-0.4%、氧化钠0.03%- 0.04%、氧化铕2.0%、氧化铈0.7%-0.8%；表层原料的主要成分及百分含量配比为：高纯度石英砂94%-94.5%、二氧化钛5.5%-6%、氧化钾0.04%-0.05%、氧化锂0.015%-0.02%、氧化钴 0.17%-0.2%、氧化铕0.6%-0.7%、氧化铈0.3%-0.4%； b）配制表层喷涂料，配制工艺包括：酸洗、水洗、干燥、研磨等处理；酸洗使用浓度为8%的氢氟酸，干燥温度控制在300℃-350℃，研磨处理后的粉料平均颗粒度控制在350-400目； c）喷涂前处理，使用浓硫酸对里层石英管表面进行去油处理，处理时间为30-35分钟，而后使用去离子水冲净并烘干； d）热喷涂处理，处理工艺选用等离子热喷涂，主要参数设置如下：喷枪头垂直于工作基面，距离控制在5-8cm，移动速度控制在0.02-0.03m/s；送料气体为氩气，流量为40-60L/min；工作电流为350-400A，工作电压为120-140V，粉料熔融温度控制在1900℃ -1950℃；熔融后的粉料以150-160m/s的速度附着在石英管表面；表层的成型厚度控制在0.1-0.15mm； e）后处理，后处理包括退火处理、成品检验、包装储存等；退火处理在加热炉中进行，处理温度控制在1200℃左右，保温25分钟；而后以5-7℃/min的速率降温至700℃左右，保温20分钟；再以4-5℃/min的速率降温至350℃左右，保温40分钟；最后，在1小时内降温至120℃后出炉空冷至室温。 [0016] 实施例2本发明提及的高强度石英管的具体制备步骤如下： a）选材备料，里层为成型石英管，成型厚度约为0.5-2mm，内径为5-20mm，主要成分及百分含量配比为：高纯度石英砂97.5%-98%、二氧化钛0.65%、氧化铝0.3%-0.35%、氧化钠 0.03%-0.04%、氧化铕1.5%-1.7%、氧化铈0.6%-0.7%；表层原料的主要成分及百分含量配比为：高纯度石英砂94.5%-95%、二氧化钛5%-5.5%、氧化钾0.03%-0.04%、氧化锂0.01%- 0.016%、氧化钴0.15%-0.17%、氧化铕0.5%-0.6%、氧化铈0.4%-0.5%； b）配制表层喷涂料，配制工艺包括：酸洗、水洗、干燥、研磨等处理；酸洗使用浓度为8%的氢氟酸，干燥温度控制在300℃-350℃，研磨处理后的粉料平均颗粒度控制在350-400目； c）喷涂前处理，使用浓硫酸对里层石英管表面进行去油处理，处理时间为30-35分钟，而后使用去离子水冲净并烘干； d）热喷涂处理，处理工艺选用等离子热喷涂，主要参数设置如下：喷枪头垂直于工作基面，距离控制在6-8cm，移动速度控制在0.025-0.03m/s；送料气体为氩气，流量为50-65L/min；工作电流为350-400A，工作电压为120-140V，粉料熔融温度控制在1950℃ -2000℃；熔融后的粉料以160-180m/s的速度附着在石英管表面；表层的成型厚度控制在0.16-0.2mm； e）后处理，后处理包括退火处理、成品检验、包装储存等；退火处理在加热炉中进行，处理温度控制在1250℃左右，保温20分钟；而后以6-8℃/min的速率降温至750℃左右，保温20分钟；再以5-6℃/min的速率降温至400℃左右，保温40分钟；最后，在1小时内降温至120℃后出炉空冷至室温。 [0017] 本发明揭示了一种高强度石英玻璃管的制备方法，其特点是：该制备方法工序安排合理，制备工艺简便，制得的石英玻璃管具有结构的双层结构，其表层和里层的膨胀系数不同，通过两者的膨胀系数差实现了管壁强化的目的，有效的提升了石英玻璃管的强度和实用性。 [0018] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。 |
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