石英管儀器加工是一個復雜且精細的過程,涉及多種工藝和設備,以下從加工工藝、加工設備、加工難點、應用領域、檢驗與清洗包裝五個方面展開介紹:
一、加工工藝
石英玻璃加工主要有六種工藝:
冷加工工藝:使用石英管、石英棒、石英坨為原材料,通過切片、開槽、打孔、研磨、拋光等機械加工成產品。例如,石英開槽機用銑床改造,槽寬、槽深、槽間距、口倒角等都由計算機自動控制,精度要求很高。切割設備包括金剛砂輪切割機、高精度曲線切割機、激光切割機等。平面研磨有往復式平面磨床和圓盤式平面磨床。打孔設備有超聲波打孔機、鉆床等。磨口設備有錐形磨口機、球形磨口機等。
熱加工工藝:全靠將石英管、棒用氫氧焰加熱到軟化狀態,經過吹、拉、接、焊等手工操作制造成產品。例如,半導體工業用產品要求高純度,工作環境要求空氣凈化,凈化程度比醫療衛生企業還高,要求達到1000~5000級,包裝間高達100級。
退火工藝:用于消除石英玻璃制品中的應力,特別是對于厚度很大或厚度很不均勻的產品。退火點溫度因產品類型而異,電熔產品為1215°C,氣煉產品為1180°C。
脫羥工藝:石英玻璃中的羥基會降低其耐溫性,因此需要通過脫羥工藝消除羥基。脫羥工藝有三種形式,包括在空氣中進行煅燒、在脫羥爐中通高純N2、真空脫羥工藝。
高純涂層工藝:在石英管表面涂覆高純度涂層,以提升其在特殊環境下的適應性。
耐高溫涂層工藝:在石英管表面涂覆耐高溫涂層,增強其耐高溫性能。
二、加工設備
石英玻璃熱加工設備包括玻璃車床、封口機、燒邊機、泡殼機、燈工臺、石墨臺、各種燈具、各種模具、量具等。石英儀器器皿的檢驗設備要求精度很高,大部分采用機械工業的量具及檢測設備,也有一些專用工具。
三、加工難點
石英玻璃是脆性材料,冷加工時容易崩邊、炸裂、破碎,所以加工難度比金屬材料大得多。
四、應用領域
半導體技術、電光源、化學工業和化驗室都要使用很多石英玻璃儀器、器皿和泡殼,如擴散管、石英舟、鐘罩、清洗槽、石英分餾塔、坩堝、燒杯、燒瓶、量瓶、滴定管、各種燈用石英泡殼等上百種產品。
五、檢驗與清洗包裝
檢驗:石英玻璃儀器器皿的檢驗設備要求精度很高,大部分采用機械工業的量具及檢測設備,也有一些專用工具。
清洗包裝:石英玻璃儀器器皿的清洗包裝也有一套專門技術,以確保產品的純凈度和穩定性。