石英玻璃性能 1, 耐高温; 石英玻璃的软化点温度约1730℃.可在1180℃下长时间使用,短时间最高使用温度可达1450℃ 2.机要性能:石英玻璃的机械性能优于玻璃和陶瓷,几项主要指标密度2.2g/cm3,弹性模数700*103kg/cm3,抗拉强度-500kg/cm3,溶氏硬度5.5-6.5,在1180℃退火温度时强度达到最大值,这是石英玻璃的一大特性。 3 .热学性能:5.4*10-7,由于石英玻璃的热膨胀系数极小,相当于普通玻璃的1/12-1/20,在0-1000℃的平均膨胀数为的热膨胀系数极小,所以它承受冷热急变的耐受温差的能力相当强,一般可承受1200-15℃的急冷急热试验 4 石英玻璃是良好的耐酸材料;,除氢氟酸和300度以上的热磷酸外,在高温下,它能耐硫酸,硝酸,盐酸,王水,中性盐类,碳和硫等侵蚀,其化学稳定性相当于耐酸陶瓷的30倍,相当于镍铬合金和陶瓷.白锈钢的150倍,它耐高温,耐热震,热膨胀系数特别小 ,尤其在高温下的化学稳定性,.是其他任何材料都无法比拟的., 5 石英玻璃的电绝缘性能极佳;在常温下,它的电阻相当于普通玻璃的100倍,对全部频率的介电损失很微小,绝缘耐压强度大。其石英玻璃是极好的绝缘材料, 6 .光学性能:石英玻璃管在紫外线到红外线的整个光谱波段都有交好的透光性能,可见光透过率达95%以上,特别是透紫外线光谱区,最大透过率可达.85% 以上, 7 .比热和导热系数;石英玻璃的平均比热 0---100℃为722焦耳/ kg,k0, 0---500℃为964焦耳/kg,ko, 0---900℃为1052焦耳/kg,k0, 石英玻璃管的导热 率20℃为1,38w/kg,m., 200℃为1,55w/kg,m, 400℃为1,84w/kg,m, 950℃为2,68w/kg,m 气体扩散与渗透性能 石英玻璃气体扩散与渗透性能 由于石英玻璃网络结构中有很多不规则的空隙,使许多气体有可能进行扩散和渗透,特点是原子直径比较小的气体如氦、氖、氢等在石英玻璃中渗透性比较大,而氮、氧等原子比较大,活度比较小的气体,即使在600-700oc温度下,在石英玻璃中渗透扩散是较低的,故石英玻璃可作10-5-10-6mmhg负压和加热情况下的操作器皿,可用在高温真空设备中。 石英玻璃化学性能 石英玻璃具有高度的化学稳定性,除氢氟酸和热磷酸外,不仅在常温下,而且在高温下也耐各种酸、王水、中性盐、硫和碳的侵蚀,化学稳定性比镍铬合金和陶瓷大150倍,是最好的耐酸材料。 石英玻璃属酸性物质,在耐碱性与乃耐碱性盐方面比较差,能与此类型试剂生成可溶性硅酸盐,故不适用于制造强碱性反应的仪器。 在800oc以下,除pbo以外,石英玻璃实际上不受金属氧化物侵蚀; 800oc以上与zno、r2o起反应; 900oc以上与bao、mgo、fe2o3起反应。1000oc以上与ai2o3、cao起反应。熔融金属对石英玻璃的侵蚀性是不同的,对ag、au、cd、hg、pt、mo、sn、w、zn 耐侵蚀,与ca在600oc以上起反应,与al、le、mg在800oc以上起反应,而与li在250oc以上即起反应。硅对石英玻璃有侵蚀,而碳在1800oc以上与石英玻璃起反应,在850oc以下,石英玻璃与na2co3 不起反应,900oc以下,石英玻璃与na2so4起反应,而在800oc时硝酸钠、无水硼砂、氯化钙强烈侵蚀石英玻璃。 在常温下,石英玻璃对水是稳定的,即使在高温高压下,水对石英玻璃的侵蚀也是很小,在100个大气压和310oc下与水作用3小时,石英玻璃的比重仅为1.13克/米2。 各种溶液侵蚀石英玻璃的重量损耗溶液名称 浓度/比重 温度(oc) 侵蚀时间(小时) 重量损耗(克/米2) 石英玻璃电学性能 石英玻璃具有很高的介电强度,很低的电导率折电损失,即使在高温时,其电导率与介电损失也较一般材料低,特别适合高温高机械应力条件下作高频和电压绝缘材料。 电导率 在20oc时,透明石英玻璃的电导率为10-17-10-16西/米,不透明石英玻璃的电导率为10-14-3.2×10-13西/米,其值与石英玻璃的纯度有关。 介电常数 在常温和0-106赫兹频率下,透明石英玻璃的介电常数为3.70;不透明石英玻璃为3.50,温度升高,介电常数略有增加,到450oc以后,介电常数显著增加。 介电损失 石英玻璃的介电损失与温度的关系是随温度的升高,介电损失增加,在350oc以上,介电损失随温度的升高而增加更为显著。 石英玻璃管.光学性能 石英玻璃气体扩散与渗透性能 由于石英玻璃网络结构中有很多不规则的空隙,使许多气体有可能进行扩散和渗透,特点是原子直径比较小的气体如氦、氖、氢等在石英玻璃中渗透性比较大,而氮、氧等原子比较大,活度比较小的气体,即使在600-700oc温度下,在石英玻璃中渗透扩散是较低的,故石英玻璃可作10-5-10-6mmhg负压和加热情况下的操作器皿,可用在高温真空设备中。 石英玻璃管.热学性能 热膨胀系数 石英玻璃的热膨胀系数仅为普通玻璃的1/10—1/20,石英玻璃的纯度对膨胀系数有影响,一般透明石英玻璃的线膨胀系数(0-1000oc)为5.4×10-7, ,不透明石英玻璃为5.5×10-7,高纯合成石英玻璃为4.9×10-7(0-200oc)-5.0×10-7(5-35oc)。 石英玻璃管.机械性能 石英玻璃是二氧化硅单一成份的玻璃,通常分为透明石英玻璃和不透明石英玻璃(熔融石英)两大类。透明石英玻璃只有极少量气泡,有相当高的光学均匀性和透明度,由水晶或四氯化硅为原料,经高温熔制而成, sio2含量在99.95%以上,高纯石英玻璃喊99.999%以上,不透明石英玻璃是脉石英、石英砂为原料,经高温熔制而成,含sio299.5%以上。 由于石英玻璃是由单纯(sio4)四面体组成的网络骨架,而硅氧气键强很大,结构紧密,故机械强度、耐热性能很高,热膨胀系数很小,化学稳定性也很好,同时,粘度大,软化点也很高,由于网络中无填隙的阳离子,所以密度小、导电率、介质损失也很小。 机械性能 石英玻璃的机械性能比硬质玻璃和陶瓷都好,新拉的无缺陷石英玻璃纤维强度为24100×106帕,直径不大的石英管及石英玻璃设备可耐很大的压力,石英玻璃制品中如有宏观缺陷,如气泡、外来杂物、熔化不均匀及存在的残余应力,都会影响其强度,使其降低。 石英玻璃机械性能 石英玻璃管的破坏压力 石英玻璃强度开始随温度而增加,到一定温度后,反而随温度升高而降低,透明石英玻璃由室温升高到900oc ,抗张强度约增加一倍,抗冲击强度显示出最大值。