在工業(yè)制造、科研實(shí)驗(yàn)、能源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域,對(duì)管材的耐高溫、耐腐蝕及透光性要求日益嚴(yán)苛。
石英管作為以高純度二氧化硅為原料制成的特種管材,憑借其物理化學(xué)性能,成為解決惡劣環(huán)境下管材應(yīng)用難題的核心材料,廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,為工業(yè)生產(chǎn)與科研創(chuàng)新提供可靠支撐。?
石英管的性能源于其材質(zhì)構(gòu)成——純度達(dá)99.9%以上的二氧化硅經(jīng)高溫熔融、拉制而成,使其具備三大核心特性。其一,耐高溫性能突出,石英管的軟化點(diǎn)溫度約1730℃,可在1100℃下長(zhǎng)期穩(wěn)定使用,短期使用溫度甚至可達(dá)1400℃,遠(yuǎn)超普通玻璃與金屬管材的耐高溫極限,在高溫加熱、灼燒場(chǎng)景中不易變形損壞。其二,化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異,除氫氟酸和熱磷酸外,對(duì)酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)均表現(xiàn)出強(qiáng)耐蝕性,不會(huì)因化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)銹蝕、溶解等問(wèn)題,適用于腐蝕性環(huán)境下的流體輸送與反應(yīng)容器。其三,光學(xué)性能優(yōu)良,石英管對(duì)紫外線、可見(jiàn)光及紅外線均有良好的透過(guò)率,尤其是在200-400nm紫外波段透過(guò)率可達(dá)85%以上,是光學(xué)領(lǐng)域的理想材料。此外,石英管還具有低熱膨脹系數(shù),在驟冷驟熱環(huán)境下不易破裂,機(jī)械強(qiáng)度也高于普通玻璃。?

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,石英管是高溫加熱設(shè)備的核心組件。光伏行業(yè)中,石英管用于單晶硅、多晶硅生長(zhǎng)的石英坩堝支撐管及擴(kuò)散爐加熱管,憑借耐高溫與高純度特性,避免雜質(zhì)污染硅片,保障光伏電池的轉(zhuǎn)換效率;半導(dǎo)體行業(yè)里,石英管作為離子注入機(jī)、刻蝕機(jī)的反應(yīng)腔組件,耐受等離子體腐蝕與高溫工藝,助力芯片精密制造;冶金行業(yè)中,用于高溫合金材料的熱處理爐內(nèi)管,實(shí)現(xiàn)材料在高溫下的均勻加熱與性能調(diào)控。?
科研實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域,石英管是化學(xué)分析與材料研究的重要工具。實(shí)驗(yàn)室常用石英管作為管式爐的反應(yīng)管,用于催化劑制備、材料燒結(jié)等高溫實(shí)驗(yàn),如在催化劑活性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中,石英管的惰性表面可避免與反應(yīng)物發(fā)生副反應(yīng),確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確;原子吸收光譜儀、紫外分光光度計(jì)等分析儀器中,石英管被制成原子化器、比色皿等核心部件,利用其優(yōu)良的光學(xué)性能提升檢測(cè)靈敏度。?
能源與環(huán)保領(lǐng)域,石英管同樣發(fā)揮關(guān)鍵作用。太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中,石英管作為集熱管的內(nèi)管,透過(guò)太陽(yáng)光的同時(shí)減少管內(nèi)熱量散失,提高光熱轉(zhuǎn)換效率;環(huán)保設(shè)備中,用于紫外光氧化廢氣處理裝置的燈管套管,既保護(hù)紫外燈管免受廢氣腐蝕,又不影響紫外線的輻射效果,助力有機(jī)廢氣降解。?
使用石英管時(shí)需注意三點(diǎn):一是避免與氫氟酸、熱磷酸等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)接觸,防止管材腐蝕損壞;二是安裝與搬運(yùn)時(shí)輕拿輕放,避免劇烈碰撞導(dǎo)致破裂;三是高溫使用后需緩慢降溫,防止因熱脹冷縮產(chǎn)生裂紋。