技术灯具用熔融石英产品

石英玻璃或熔融石英是许多技术灯具不可替代的材料。详细了解如何为技术灯具应用找到最佳石英玻璃或熔融石英。

石英玻璃是最纯净的玻璃。它只由硅和氧组成。由于这种独特的化学成分(单组分玻璃)和高纯度(在贺利氏科纳米二氧化硅的纯度不低于 99.999%),石英玻璃具有出色的技术性能。特别是石英玻璃从紫外线、可见光到红外线(根据从 160 纳米到 4500 纳米的等级范围)的宽光谱透射率,使其成为许多技术灯具不可替代的材料。

技术灯管的熔合工艺

贺利氏正使用不同的熔融方法生产技术灯管。下面将简要介绍这些方法:

电熔工艺

电熔是制造石英玻璃最常用的熔化工艺。电熔是通过气体放电(电弧熔化)或电阻发热来实现。

通过选择持续或批量工艺,还可以作进一步区分。单步电熔管的制造方法是将沙子倒入由耐熔金属坩埚组成的立式熔炉顶部。在超过 1800°C 的温度下,原材料的有序微观结构转变为不规则的玻璃网络,形成玻璃。通过坩埚底部的出口,玻璃被直接拉成管状或固体状,即所谓的玻璃锭。

电熔石英在玻璃硅石中具有最高的耐温性和最高的粘度。

焰熔工艺

焰熔是最传统的石英熔融方式。使用 H2/O2 火焰将晶体颗粒熔化成熔融石英。贺利氏化学家Richard Küch 博士在100多年前率先在工业规模上使用了这种方法。在持续的过程中,原材料的小颗粒被不断滴入火焰中,并熔化在玻璃棒上,随着玻璃棒的生长,小颗粒被逐渐被移除。与电熔石英相比,焰熔石英具有更好的均匀性和抗日晒性。 

合成熔融工艺

贺利氏正在使用两种不同的合成熔融工艺。更常见的(用于生产电信光纤的预制棒)是 CVD 工艺或烟尘工艺。在此过程中,化学前体(如 OMCTS 或 SiCl4)在 H2/O2 火焰中氧化(燃烧)。成型的二氧化硅沉积在旋转的饵料管上,就像蜡烛产生烟雾沉积在火焰上方的棍子上一样。然后在第二道工序中将烟灰体玻璃化为透明的玻璃体。 

第二种熔融工艺是在 OVD 或 DQ 工艺(直接石英工艺)中制造固体。该工艺与焰熔工艺类似,不同之处在于液体化学前体(例如 OMCTS)在气体火焰中熔融。 

由于前体通过工业化学工艺制成的,因此原材料的纯度极高。用这些前驱体所制成玻璃的碱离子和金属离子含量在十亿分之一 (ppb) 的范围内。在所有玻璃硅石类型中,合成熔融石英具有最好的透射率、最高的纯度和最佳的耐日晒性。 

灯管的生产方法

贺利氏在钢管生产中采用了不同的生产方法。以下是不同的方法:

  • 单级管道
    直接从熔体中拉出管材是最具成本效益的生产工艺。它只适用于电熔石英。坩埚出口呈环形,成型工具的尺寸决定了管材的可用尺寸(外径、壁厚)。由于工艺开始后无法更换成型工具,因此每次运行的管材尺寸范围有限。必须抽取大量试管才能证明使用这种工艺的合理性。单步工艺生产的管材公差小,最经济。
  • 多级管道:
    在这一工艺中,预型件(通常是圆柱体)被局部加热并重新拉伸成管状。圆柱体可以直接成型,也可以将钢锭重新塑造成圆柱体。由于玻璃的重整与石英玻璃的实际生产工艺无关,因此多步管可用于电熔石英、焰熔石英以及合成熔融石英。此外,额外的加工步骤还能使材料均匀化,从而降低气泡含量。可用的成品尺寸完全取决于起始气缸的尺寸。多步工艺的优势在于起始材料和成品尺寸的高度灵活性,以及相对较小的批量。

技术灯具应用材料选择指南

贺利氏以各种商标提供多种不同等级的石英。下表详细列出了这些材料的等级,并可就哪些等级适合特定应用提供指导。

技术灯具的材料等级

材料等级

生产类型

应用

特点

灯具类型

HLQ® 200

电动

红外线处理、紫外线固化、紫外线消毒、用于 SC 和 LCD 步进的投影灯

可提供透明熔体,低 OH < 1 ppm

红外线灯、低压和中压紫外线灯、套管、金属卤化物灯

HLQ® 210

电动

激光激发、美容和医疗
高品质灯具

透明熔融,低 OH 值 < 1 ppm,低气泡含量,高均匀性

长弧 cw 和脉冲灯,要求苛刻的短弧灯

HLQ® 270

电动

用于数字投影、舞台和演播室、电影院的灯具

透明熔融,低 OH 值 < 1 ppm,高均匀性,低碱含量,高抗再结晶性

高压和超高压短弧灯、高要求金属卤化物灯、高要求 cw 和脉冲长弧灯

HLQ® 235

电动

紫外线消毒、用于 SC 和 LCD 步进的投影灯

掺杂、无臭氧*、低 OH < 1 ppm 可用

无臭氧低压和中压紫外线灯、短弧灯

HLQ® 250

电动

紫外线晒黑

掺杂、无臭氧*、低 OH < 1 ppm 可用

符合 FDA 标准的无臭氧灯

HLQ® 382

电动

激发灯,例如用于激光聚变的激发灯

掺杂、无紫外线**

长弧灯

Heralux® plus / vuv

火焰

紫外线固化、紫外线应用、激光激发

透明熔融,几乎无气泡,紫外线透射率高,抗紫外线辐射能力强

中压紫外线灯、长弧灯

M215 / M235

火焰

用于 SC 和 LCD 步进的投影灯

掺杂、无臭氧*、无条纹

无臭氧短弧灯

M 235 plus

火焰

用于 SC 和 LCD 步进、激光输出、医疗的投影灯

掺杂、无臭氧*、高度均匀、无条纹

高强度无臭氧短弧灯、无臭氧长弧灯

M 382 plus

火焰

激光激发、美容和医疗

掺杂、无紫外线**、高度均匀、无条纹

长弧 cw 和脉冲灯、强脉冲灯

Suprasil® 030

合成材料

消毒和净化

高纯度、高紫外线透射率

用于深紫外线的中压灯,用于深紫外线的长寿命套管

Suprasil® 130

合成材料

臭氧发生、油脂破坏、消毒和净化、超纯水生产

纯度高、紫外线透过率高、抗短波紫外线辐射能力强

185 纳米低压灯,用于深紫外的中压灯

Suprasil® 300

合成材料

光谱学、宽带光学应用

最高纯度,OH < 1 ppm,无气泡,从紫外到红外光谱范围的最高透射率

氘灯、高强度微波灯

Suprasil® 310

合成材料

SC 和 LCD 加工中的表面清洁、光化学气相沉积、表面活化、光化学

最高纯度,无气泡,最高紫外线透射率,抗短波紫外线辐射

172 纳米氙弧灯,要求极高的长弧灯

Spectrosil® 2000

合成材料

最高强度的紫外线灯

最高纯度,无气泡,最高紫外线透射率,抗短波紫外线辐射

最高强度的 UV-C 短弧灯

Purasil®

合成材料

消毒和净化

高纯度、高紫外线透射率

适用于深紫外线的长寿命套筒

Purasil® XP

合成材料

消毒和净化

纯度高、紫外线透过率高、抗短波紫外线辐射能力强

最长的深紫外线寿命套管

*(吸收臭氧的波长)

**(吸收紫外线波长)

工具和服务

在选择最合适的熔融石英等级的过程中,传输性能是首要标准之一。请查看我们的传输计算器。作为一项附加服务,我们还提供搜索现有零件编号的可能性。

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  • 宣传册:灯具制造用石英玻璃

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  • 数据表:各种元素和化合物对熔融石英的反应

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