石英玻璃的加工方式多样,主要包括冷加工和热加工两大类,以及退火、脱羟、高纯涂层和耐高温涂层等特殊工艺。以下是对这些加工方式的详细阐述:
一、冷加工
冷加工是指在不加热的情况下,对石英玻璃进行机械加工,以达到所需的形状和尺寸。常见的冷加工方式包括:
切片:使用专门的切割设备,如金刚砂轮切割机、激光切割机等,将石英玻璃切割成所需的厚度或形状。
开槽:利用开槽机(如用铣床改造的石英开槽机)在石英玻璃上开出所需的槽口,槽宽、槽深、槽间距等参数均可由计算机自动控制,确保加工精度。
打孔:采用超声波打孔机、钻床、套管式金刚石钻头、激光打孔等设备,在石英玻璃上打出所需的孔洞。
研磨与抛光:通过研磨机和抛光机对石英玻璃进行精细加工,以消除表面缺陷,提高光洁度和平整度。
冷加工过程中,由于石英玻璃是脆性材料,容易崩边、炸裂、破碎,因此加工难度相对较大,需要高精度的设备和严格的操作规程。
二、热加工
热加工则是将石英玻璃加热至软化状态后,通过吹、拉、接、焊等手工操作或机械成型设备,将其加工成所需的形状和尺寸。常见的热加工方式包括:
玻璃车床加工:利用玻璃车床对加热软化的石英玻璃进行旋转加工,如车削、铣削等,以形成所需的复杂形状。
封口与烧边:对石英玻璃制品的边缘进行加热处理,以消除毛刺、锐角等缺陷,并增强其密封性和美观性。
泡壳制作:通过热加工技术制作各种形状的石英玻璃泡壳,用于电子、照明等领域。
热加工对工人的手艺要求很高,需要丰富的经验和精湛的技能。同时,热加工过程中需要严格控制加热温度和时间,以确保石英玻璃的性能和质量不受影响。
三、特殊工艺
除了冷加工和热加工外,石英玻璃的加工还包括退火、脱羟、高纯涂层和耐高温涂层等特殊工艺:
退火:通过退火工艺消除石英玻璃内部的应力,提高其稳定性和耐久性。
脱羟:去除石英玻璃中的羟基(OH-)等杂质,提高其纯度和性能。
高纯涂层:在石英玻璃表面涂覆一层高纯度的保护膜,以提高其抗污染、抗腐蚀等性能。
耐高温涂层:在石英玻璃表面涂覆一层耐高温材料,以提高其耐高温性能和使用寿命。
这些特殊工艺的应用进一步拓展了石英玻璃的应用领域和性能表现。
综上所述,石英玻璃的加工方式多种多样,包括冷加工、热加工以及退火、脱羟、高纯涂层和耐高温涂层等特殊工艺。这些加工方式的应用使得石英玻璃在半导体、电光源、化学工业、实验室等多个领域得到了广泛的应用。