一種褐色石英玻璃管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石英玻璃管技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種褐色石英玻璃管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石英玻璃的熱膨脹系數(shù)小，并具有耐高溫、透紫外、透紅外等特點(diǎn)，已越來越廣泛 地應(yīng)用工于業(yè)及民用產(chǎn)品上。目前的石英玻璃管有透明和乳白色兩種，透明石英玻璃管，其 透光率高，折射率低，加熱效率不好;乳白色的石英玻璃管是以氣泡為分散相，雖然其加熱 升溫較快，但其均一性差。而且，以目前最常用的乳白色石英管為例，乳白色石英管在適應(yīng) 過程中還存在以下缺陷：如乳白石英管組裝成電熱管過程中光度過強(qiáng)出現(xiàn)刺眼現(xiàn)象;如乳 白色石英管由于以氣泡作為分散相硬度對(duì)比較脆弱；如乳白石英管的主要物質(zhì)為石英砂且 微量元素較少，不能截止全部紫外線及部分可見光不能使紅外線得到充分利用效果;如乳 白石英管成型后顏色為白色，過于單調(diào)影響美觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種褐色石英玻璃管及其制作方法，具有光線柔和、管壁硬 度高、光線利用率高和美觀大方的特點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] 本發(fā)明公開了一種褐色石英玻璃管，所述石英玻璃管的管壁整體著褐色，所述石 英玻璃管以石英砂為基本重量份原料配以著色劑高溫拉制而成，所述著色劑為重鈷酸鎂、 氯化鎂、氯化鈷、二氧化錳、氧化銅、硝酸鋁和鐵紅的混合物。通過選擇重鈷酸鎂、氯化鎂、氯 化鈷、二氧化錳、氧化銅、硝酸鋁和鐵紅的混合物作為褐色著色劑，使石英玻璃管的管壁呈 現(xiàn)褐色，由于石英玻璃管的管壁顏色為褐色，組裝成電熱管發(fā)熱過程中光度柔和，有效克服 了傳統(tǒng)乳白色石英玻璃管存在的光線刺眼的溫度;褐色的石英管玻璃由于加入了諸如鈷、 鎂、錳、銅、鋁和鐵等微量的金屬元素，微量的金屬元素能夠截止全部紫外線及部分可見光 且使紅外線得到充分利用，提高了光線的利用效率，使整個(gè)石英玻璃管具有較好的節(jié)能效 果。而且，由于諸如鈷、鎂、錳、銅、鋁和鐵等微量的金屬元素的加入，微量的金屬元素在石英 玻璃管的高溫拉制過程中會(huì)抑制氣泡作為分散相對(duì)于管壁力學(xué)強(qiáng)度影響，提升了石英玻璃 管管壁的硬度。此外，褐色的管壁，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整著色劑的含量配比形成深淺 不同的褐色，突破乳白色管壁過分單調(diào)的局限，給人帶來視覺上沖擊的效果，提升褐色石英 玻璃管的美觀性。
[0006] 進(jìn)一步地，所述著色劑在原料重量的總量中所占的重量千分比分別為:重鈷酸鎂 0.4~0.6%。、氯化鎂0.6~1.0%。、氯化鈷4~8%。、二氧化錳0.8~1.2%。、氧化銅3~5%。、硝酸 鋁2~4%。、鐵紅0.8~1.2%。。在整個(gè)著色劑體系中，重鈷酸鎂、氯化鎂、氯化鈷、二氧化錳、氧 化銅、硝酸鋁和鐵紅任一組分含量的變化，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)石英玻璃管褐色色彩的調(diào)整的變 化，若某單一組分含量低于其下限，會(huì)直接導(dǎo)致褐色色彩過淡甚至產(chǎn)生透明效果，不僅紫外 線的吸收及部分可見光不能使紅外線的利用效果不佳，甚至產(chǎn)生強(qiáng)光刺眼現(xiàn)象，還會(huì)影響 石英玻璃管管壁硬度的提升;若某單一組分含量高于其上限，會(huì)直接導(dǎo)致褐色色彩過濃甚 至產(chǎn)生黑色效果，不僅可以吸收紫外線的還會(huì)阻礙部分可見光和紅外線的利用，在外觀上 也會(huì)存在由于整個(gè)石英玻璃管呈現(xiàn)黑色影響其觀賞性的問題。
[0007] 進(jìn)一步地，所述著色劑在原料重量的總量中所占的重量千分比分別為:重鈷酸鎂 0.5%〇、氯化鎂0.8%〇、氯化鈷6%〇、二氧化錳1%〇、氧化銅4%〇、硝酸鋁3%〇、鐵紅1%〇。此時(shí)，整個(gè) 石英玻璃管的褐色色彩適中，避免了過線過于刺眼的問題，既能吸收紫外線也不會(huì)影響部 分可見光和紅外光線的領(lǐng)用，整個(gè)石英玻璃管的管壁的硬度也明顯提升，外觀上也非常美 觀大方。
[0008] 進(jìn)一步地，所述石英砂為含量大于99.98%、雜質(zhì)含量低于20ppm、過篩目數(shù)為40~ 160目的高純石英砂。通過選擇高純石英砂，避免了雜質(zhì)對(duì)于褐色石英玻璃管品質(zhì)的影響， 提高了其品質(zhì)的一致性，管壁著色均勻，光線透過一致性高、
[0009] 進(jìn)一步地，所述著色劑的重量為所述石英砂重量的1.17~2.15%，既避免了著色 過淡產(chǎn)生透明效果的問題，也避免了著色過濃形成黑色的感覺。
[0010] -種褐色石英玻璃管的制備方法，包括以下步驟:將著色劑中的氯化鎂、硝酸鋁加 水溶解，制成水溶液;將著色劑中的重鈷酸鎂、二氧化錳、氧化銅和鐵紅加入酸使之溶解，制 成酸性溶液;將上述兩種溶液摻入石英砂充分混合后，放入烤爐烘烤300~400°C進(jìn)行烘干 澎化，然后進(jìn)行篩選和磁選，去除金屬雜質(zhì)，再投入石英連熔爐內(nèi)1600~2000°C將其按所需 規(guī)格拉制成石英玻璃管。在烤爐烘烤過程和拉制過程中，烘烤的溫度和連熔的溫度既不能 過高也不能過低，根據(jù)菲克第一定律，若烘烤的溫度和連熔的溫度過低，著色劑在石英砂中 的擴(kuò)散速度收到局限，影響著色劑在石英砂中分散的均勻性;若烘烤的溫度和連熔的溫度 過高，石英砂結(jié)晶的速度會(huì)過快，也會(huì)影響著色劑與石英砂的充分混合，直接影響著色的均 勻性。
[0011] 進(jìn)一步地，所述著色劑在原料重量的總量中所占的重量千分比分別為:重鈷酸鎂 0.5%。、氯化鎂0.8%。、氯化鈷6%。、二氧化錳1 %。、氧化銅4%。、硝酸鋁3%。、鐵紅1 %〇。
[0012] 進(jìn)一步地，所述著色劑在原料重量的總量中所占的重量千分比分別為:重鈷酸鎂 0.5%。、氯化鎂0.8%。、氯化鈷6%。、二氧化錳1 %。、氧化銅4%。、硝酸鋁3%。、鐵紅1 %〇。
[0013] 進(jìn)一步地，所述烤爐烘烤的溫度為360°C，所述石英連熔爐拉制的溫度為1800°C。 選擇合適的烘烤的溫度和連熔的溫度，可以充分保證著色劑在石英砂中的分散效果，保證 著色的均勻性。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的酸為濃度36 %~38 %的鹽酸，選擇鹽酸，在溶解的過程中不會(huì)引 入其他雜質(zhì)，也保證了著色劑的溶解效果，促進(jìn)了著色劑在石英砂中的分散效果。
[0015] 本發(fā)明所述的褐色石英玻璃管，具有如下的有益效果：
[0016] 第一、光線柔和，通過選擇重鈷酸鎂、氯化鎂、氯化鈷、二氧化錳、氧化銅、硝酸鋁和 鐵紅的混合物作為褐色著色劑，使石英玻璃管的管壁呈現(xiàn)褐色，由于石英玻璃管的管壁顏 色為褐色，組裝成電熱管發(fā)熱過程中光度柔和，有效克服了傳統(tǒng)乳白色石英玻璃管存在的 光線刺眼的溫度；
[0017] 第二、節(jié)能效果好，褐色的石英管玻璃由于加入了諸如鈷、鎂、錳、銅、鋁和鐵等微 量的金屬元素，微量的金屬元素能夠截止全部紫外線及部分可見光且使紅外線得到充分利 用，提高了光線的利用效率，使整個(gè)石英玻璃管具有較好的節(jié)能效果。
[0018] 第三，管壁硬度高，由于諸如鈷、鎂、錳、銅、鋁和鐵等微量的金屬元素的加入，微量 的金屬元素在石英玻璃管的高溫拉制過程中會(huì)抑制氣泡作為分散相對(duì)于管壁力學(xué)強(qiáng)度影 響，提升了石英玻璃管管壁的硬度；
[0019] 第四，美觀大方，褐色的管壁，可以根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整著色劑的含量配比形成 深淺不同的褐色，突破乳白色管壁過分單調(diào)的局限，給人帶來視覺上沖擊的效果，提升褐色 石英玻璃管的美觀性。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例及對(duì)本 發(fā)明產(chǎn)品作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] -種褐色石英玻璃管，石英玻璃管的管壁整體著褐色，石英玻璃管以石英砂為基 本重量份原料配以著色劑高溫拉制而成，著色劑為重鈷酸鎂、氯化鎂、氯化鈷、二氧化錳、氧 化銅、硝酸鋁和鐵紅的混合物。褐色石英玻璃管是通過以下方法制備的:將著色劑中的氯化 鎂、硝酸鋁加水溶解，制成水溶液;將著色劑中的重鈷酸鎂、二氧化錳、氧化銅和鐵紅加入酸 使之溶解，制成酸性溶液;將上述兩種溶液摻入石英砂充分混合后，放入烤爐烘烤300°C進(jìn) 行烘干澎化，然后進(jìn)行篩選和磁選，去除金屬雜質(zhì)，再投入石英連熔爐內(nèi)1800°C將其按所需 規(guī)格拉制成石英玻璃管。
[0023] 在制備過程中，所述著色劑在原料重量的總量中所占的重量千分比分別為：重鈷 酸鎂0.6%。、氯化鎂0.6%。、氯化鈷6%。、二氧化錳1.2%。、氧化銅3%。、硝酸鋁3%。、鐵紅1.2% 〇。 石英砂為含量大于99.98%、雜質(zhì)含量低于20ppm、過篩目數(shù)為40~160目的高純石英砂。酸 為濃度36 %~38 %的鹽酸。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] -種褐色石英玻璃管，石英玻璃管的管壁整體著褐色，石英玻璃管以石英砂為基 本重量份原料配以著色劑高溫拉制而成，著色劑為重鈷酸鎂、氯化鎂、氯化鈷、二氧化錳、氧 化銅、硝酸鋁和鐵紅的混合物。褐色石英玻璃管是通過以下方法制備的:將著色劑中的氯化 鎂、硝酸鋁加水溶解，制成水溶液;將著色劑中的重鈷酸鎂、二氧化錳、氧化銅和鐵紅加入酸 使之溶解，制成酸性溶液;將上述兩種溶液摻入石英砂充分混合后，放入烤爐烘烤350°C進(jìn) 行烘干澎化，然后進(jìn)行篩選和磁選，去除金屬雜質(zhì)，再投入石英連熔爐內(nèi)2000°C將其按所需 規(guī)格拉制成石英玻璃管。
[0026] 在制備過程中，所述著色劑在原料重量的總量中所占的重量千分比分別為：重鈷 酸鎂0.4%。、氯化鎂0.8%。、氯化鈷8%。、二氧化錳0.8%。、氧化銅4%。、硝酸鋁4%。、鐵紅0.8% 〇。 石英砂為含量大于99.98%、雜質(zhì)含量低于20ppm、過篩目數(shù)為40~160目的高純石英砂。著 色劑的