Особливості роботи з кварцовим склом, Склодувні роботи
На відміну від лабораторного скла, плавлений кварц (кварцове скло) розм'якшується при температурі 1500—1600°С. Кварцове скло має значно більшу в'язкість, ніж звичайне. Перехід від в'язкого, розм'якшеного стану до тендітного відбувається у дуже невеликому інтервалі температур. Кварцове скло найбільш «коротке» із усіх видів скла. Стаплювання та переміщення його перешкоджає велика в'язкість, тому кварцові вироби не мають однакової товщини стінок. Заготовки, трубки із кварцового скла також мають неоднакову товщину та діаметр.
Для роботи з кварцовим склом потрібний спеціальний пальник з кисневим дуванням, здатний давати температуру полум'я 1800—2000°С. Виріб, нагрітий на такому пальнику, яскраво світиться. Працювати з таким пальником можна лише у темних захисних окулярах.
Технічні проблеми з отримання широкого високотемпературного полум'я змушують всі роботи з виготовлення кварцових виробів вести порівняно вузькому полум'ю пальника. Це вимагає певних навичок та вправності. Нагрітий понад 480°С кварц легко реагує з пилеподібними частинками, що осіли на його поверхні. Невеликий наліт пилу на поверхні кварцового скла утворює при нагріванні скляну скоринку, яка легко розтріскується і може призвести до непридатності виробу. Особливі вимоги пред'являють до чистоти склодувного інструменту, робочого місця та рук склодува. Склодувні інструменти (розгортки, укатки, плити та ін.) для виготовлення кварцового посуду мають бути виготовлені з графіту. Можна також користуватися інструментами з вольфраму.
Кварцовий посуд готують так само, як і вироби зі звичайного скла. Кварцове скло можна різати тільки холодним способом твердосплавними ножами, напилком або наалмазному колі. Гарячим способом кварцове скло не ріжеться.
Кварцові вироби шліфують так само, як і вироби зі звичайного скла, але значно повільніше через велику твердість кварцу. Кварцові вироби не слід обігрівати та відпалювати. Нагріте до розм'якшення кварцове скло при швидкому охолодженні, наприклад, водою, не тріскається і не руйнується, тому нерівномірна товщина стінок кварцових виробів, напливи на них практично не відбиваються на якості виробів. Спаювання металів із кварцовим склом здійснюється значно важче, ніж спаювання металів із відповідними марками хіміко-лабораторного скла. Термічний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) у кварцового скла дуже малий ? у скла AM-До 33,5 · 10 -7º С -1 у скла «Пірекс» (табл. 10).
Температурний коефіцієнт металів, найбільш часто впаиваемых в скло, відповідно дорівнює 44,4 10 -7 у молібдену і 125,1 10 -7 º С -1 у заліза. Тому безпосередній спай скла з кварцовим склом належить до неузгоджених спаїв і може бути отриманий за особливих умов. Крім того, висока температура розм'якшення (1400-1500 ° С) і велика в'язкість розм'якшеного кварцового скла створюють додаткові труднощі отримання спаїв з металами. Найлегше вдаються спаї кварцового скла з вольфрамом та молібденом.
Для отримання більш менш міцного спаю метал, впаюють у вигляді стрічки овального перерізу товщиною в середині 0,1 мм і по краях 0,02 мм; спаювання проводиться у вакуумі або в атмосфері, що складається з суміші газів водню та азоту, на воднево-кисневому пальнику, що оберігає метал від окислення при температурі 1400-1500°С. Складніше, впаюєтьсяплатина, температура плавлення якої близька до температури плавлення кварцу.
Узгоджені спаї металів з кварцовим склом можна отримати за допомогою ряду перехідних стекол, що мають температурний коефіцієнт лінійного розширення від 15,4·10 -7 до 48·10 -7º С -1 і більше.
При впаювання молібдену в кварцову трубку надходять у такий спосіб. Кінець кварцової трубки розжарюють до температури 900°З наварюють по її торцевому колу шар перехідного скла з найменшим ТКЛР (скло СП-1), гарячий борт розбортовують розгорткою. До шару наварюють ще шар з дещо більшим ТКЛР (скло СП-2), потім третій шар (СП-3 або С25-1) і т. д., поки кінцевий наварений шар не матиме термічний коефіцієнт лінійного розширення, близький до ТКЛР, що впаюється. металу. У цей наварений крайній шар і впаюється металева тяганина або деталь (рис.94).
Цей комбінований шар, хоч і обходиться порівняно дорожче, ніж «неузгоджений», але більш міцний і стійкий.
Таблиця 10. Хімічний склад (%) та термічні властивості перехідного скла