​Kuvars Neden Tavlamaya İhtiyaç Duyar?​

Kuvars camı, ​​işleme yöntemine​​, ​​uygulamasına​​ ve ​​görünümüne​​ göre eritilmiş şeffaf kuvars camı, gazla rafine edilmiş şeffaf kuvars camı, sentetik kuvars camı, opak kuvars camı, optik kuvars camı, yarı iletken sınıfı kuvars camı ve fotoelektrik kuvars camı gibi kategorilere ayrılır. Saflık temelinde, daha da ​yüksek saflıkta​​, ​standart​​ ve ​doplu​​ tiplere ayrılır.

​​Devitrifikasyon​​ (kristalleşme), kuvars camında doğal bir kusurdur. Kristal kristobalit'ten daha yüksek iç enerjiye sahip ​​kararsız durumu​​ nedeniyle, SiO₂ molekülleri titreşir ve zamanla kademeli olarak kristal yapılara yeniden düzenlenir. Bu süreç, viskoziteyi azaltan ve çekirdeklenmeyi teşvik eden safsızlıkların (örneğin, K, Na, Li, Ca, Mg gibi alkali iyonları) bulunduğu bölgelerde hızlanır. Kristalleşme tipik olarak yüzeylerde başlar ve içe doğru yayılır, kusurlar oluşturur.

· Termal Gerilim Oluşumu​​

Kötü bir ısı iletkeni olan kuvars camı, ısıtma/soğutma sırasında ​​termal gradyanlar​​ geliştirir. Örneğin:

• ​​Isıtma​​: Yüzey katmanları, daha soğuk iç kısımdan daha hızlı genişler, ​sıkıştırma gerilimi​​ (yüzey) ve ​çekme gerilimi​​ (iç kısım) oluşturur.
• ​​Soğutma​​: Hızlı soğutma, yüzeyde ​çekme gerilimi​​ ve iç kısımda ​sıkıştırma gerilimi​​ indükler.

Kuvarsın yüksek basma dayanımı, alevle işleme (örneğin, hidrojen-oksijen alevi kaynağı) sırasında termal şoklara tolerans gösterir. Ancak, ani soğutma (örneğin, >500°C'de suda söndürme), aşırı çekme gerilimi nedeniyle kırılmalara neden olur.

· Gerilim Türleri​​

1. ​Geçici Gerilim​​: Viskozitenin gerilim giderimini sınırladığı ​​gerilim noktasının​​ altında oluşur. Sıcaklık eşitlemesi ile çözülür.
2. ​​Kalıcı Gerilim​​: Soğutma noktasının üzerindeki soğutma sırasında termal gradyanlardan kaynaklanan, oda sıcaklığına soğuduktan sonra kalır. Sonraki işlemleri etkiler ve ortadan kaldırmak için ​tavlama​​ gerektirir.

· Tavlama İşlemi

​​

Tavlama, iç gerilimi yeniden dağıtmak için dört aşamadan oluşur:

1. Isıtma​​: Termal şoku önlemek için sıcaklığı ​​4.5/R² °C/dak​​ (R = kuvars ürününün yarıçapı) oranında 1100°C'ye kademeli olarak yükseltin.

​​2. Bekletme​​: Termal gradyanları homojenleştirmek ve gerilimi azaltmak için tepe sıcaklığını (1100–1150°C) koruyun.

3. ​​Soğutma​​:

• ​​1100–950°C​​: 15°C/saat
• ​​950–750°C​​: 30°C/saat
• ​​750–450°C​​: 60°C/saat

Yavaş soğutma, artık gerilimi en aza indirir.

​​4. Doğal Soğutma​​: 450°C'nin altında, fırın gücünü kesin ve kademeli olarak <100°C'ye ve ardından ortam sıcaklığına soğumaya bırakın.

· Temel Hususlar​​

• ​​Sanal Sıcaklık​​: Hızlı soğutma, tavlama sıcaklığından daha yüksek bir kararsız durum (sanal sıcaklık) yaratır ve tavlama sonrası boyutsal kaymalara neden olur. Ön tavlama bu etkiyi en aza indirir.

• ​​Optik Uygulamalar​​: Gerilimsiz optik bileşenler için kritik öneme sahiptir; artık gerilim, kırılma indisi tekdüzeliğini değiştirir.

Tavlama, termal gradyanları ve gerilim mekanizmalarını sistematik olarak ele alarak, kuvars camının mekanik kararlılığını, optik berraklığını ve yüksek sıcaklık veya hassas uygulamalardaki uzun süreli performansını sağlar.

ZMSH, kuvars camı için gelişmiş tavlama süreçlerinin Ar-Ge ve üretiminde uzmanlaşmıştır ve süreç tasarımı ve özel ekipman geliştirmeden titiz kalite testlerine kadar kapsamlı çözümler sunmaktadır. Hizmetlerimiz, yarı iletken sınıfı, optik sınıfı, tıbbi sınıfı ve endüstriyel sınıfı kuvars bileşenleri dahil olmak üzere çeşitli kuvars ürünlerine hitap etmekte ve endüstrilerdeki kritik tavlama gereksinimlerini karşılamaktadır.