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石英玻璃管的热学及光学特性
- 2022-07-18-

  石英玻璃管的结构、杂质含量、OH、NO、CO等含量是影响光谱透过率的主要因素。氧原子的不良结合在2400nm有一个吸收峰,含OH的石英玻璃管由于分子振动在2700nm有一个显然的吸收峰。紫外透过率低主要是由于金属杂质多造成的原子吸收光谱。

  电熔石英玻璃管是一种很好的透红外材料,但由于杂质的存在,紫外透过的主通道较低。用氢焰熔化晶体得到的石英玻璃管由于氧结构的缺陷,在2400nm处有一个吸收峰,含有OH基,所以红外透过率极低。用合成原料气化的高纯光学石英玻璃管,是一种很好的紫外透过材料,但在2700nm处有严重的OH吸收峰。只有用电熔或无氢焰熔的合成原料制成的optical石英玻璃管才能很好地传输从远紫外到近红外的连续光谱。与普通硅酸盐玻璃相比,透明石英玻璃管在全波长范围内具有优异的透射性能。在红外区,光谱透过率大于普通玻璃;在可见光区,石英玻璃管的透过率也比较高。在紫外光谱区,特别是短波紫外区,光谱透过率比其他玻璃好得多。

  光谱透射比受三个因素影响:反射、散射和吸收。石英玻璃管的反射一般为8%,紫外区较大,红外区较小。所以石英玻璃管的透过率一般不超过92%。石英玻璃管的散射比较小,一般可以忽略。石英玻璃管的吸收光谱和杂质含量与生产工艺密切相关。200nm以下波段的透过率代表金属杂质的含量。240nm处的吸收表明缺氧结构的数量;可见波段吸收是由于过渡金属离子的存在引起的,2730nm处的吸收是羟基的吸收峰,可以用来计算羟基含量。

  石英玻璃管的热膨胀系数极小,为5.5*10-7℃,对热变化的灵敏度低至z,即使在原料中掺入矢量钛后,也可以制成零热膨胀系数的材料,由于石英玻璃管具有比较高的粘度,即使在熔融状态下也仍然保持着很高的粘度,因此其耐高温性能比其他任何玻璃都要好。


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