หลอดฮาโลเจน เช่น หลอดไส้ ต้องมีโครงสร้างปิดผนึกอย่างแน่นหนาเพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซที่ปิดผนึกรั่วไหลออกสู่ภายนอก ในหลอดฮาโลเจน อุณหภูมิของหลอดไฟต้องอยู่ที่ 250°C หรือสูงกว่าเป็นเงื่อนไขสำหรับวงจรฮาโลเจนที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นหลอดไฟจึงใช้แก้วที่มีความต้านทานความร้อนสูง เช่น แก้วควอทซ์ แก้วควอตซ์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่น้อยกว่าแก้วโซดาที่ใช้ในหลอดไฟทั่วไปมากกว่า 10 เท่า แก้วซิลิกาใช้ลวดตะกั่วที่ทำจากโลหะผสมของเหล็กและนิกเกิลที่เรียกว่าลวด Dumet และเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อนค่อนข้างใกล้เคียง จึงสามารถปิดผนึกได้เหมือนเดิม เนื่องจากมีการใช้แก้วควอทซ์ในหลอดฮาโลเจน เพื่อให้ตรงกับค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อน ลวดตะกั่วตรงจะไม่ปิดผนึกด้วยแก้ว แต่จะใช้ฟอยล์โลหะบางพิเศษของโมลิบดีนัมที่มีความหนา 20 ถึง 30 ไมโครเมตร (0.02) มม. ถึง 0.03 มม.) ถูกนำมาใช้. หากฟอยล์โมลิบดีนัมหนากว่านี้ จะเกิดรอยร้าวในแก้วควอทซ์เนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ทำให้ไม่สามารถรักษาสภาพสุญญากาศได้ กลายเป็น.

ลวดตะกั่วทำจากโมลิบดีนัมหรือทังสเตน
เช่นเดียวกับโมลิบดีนัมฟอยล์ในส่วนการปิดผนึก ลวดตะกั่วนี้ไม่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเช่นเดียวกับแก้วควอทซ์ ดังนั้นมันจึงถูกปิดผนึกด้วยการหนีบ แต่ก็ไม่ได้ปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด เฉพาะส่วนฟอยล์โมลิบดีนัมเท่านั้นที่สัมผัสใกล้ชิดกับแก้วควอทซ์ และทำให้โครงสร้างปิดสนิท ลวดตะกั่วที่ต่อออกจากส่วนที่ปิดสนิทของหลอดไฟจะสัมผัสกับอากาศภายนอกเสมอ และอยู่ในบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูงเมื่อจุดไฟ ในบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูง ลวดตะกั่วจะค่อยๆ ออกซิไดซ์และในที่สุดก็ลุกลามไปถึงฟอยล์โมลิบดีนัมของซีล เมื่อออกซิเดชันดำเนินไป อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความเครียดจากความร้อนเนื่องจากค่าความต้านทานที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ชิ้นส่วนซีลเสียหาย ”
วิธีหนึ่งในการป้องกันความเสียหายนี้คือการรักษาฟอยล์โมลิบดีนัมเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน วิธีแรกคือวิธีการฝังสารที่ประกอบด้วยโครเมียม อะลูมิเนียม ซิลิกอน ไททาเนียม แทนทาลัม แพลเลเดียม ฯลฯ โดยการฝังไอออนเข้าไปในโมลิบดีนัมฟอยล์หรือตัวนำด้านนอก วิธีที่สองคือการเคลือบผิวของฟอยล์โมลิบดีนัมด้วยฟิล์มที่ทนต่อการเกิดออกซิเดชันซึ่งทำจากซิลิกอนออกไซด์

ฟอยล์โมลิบดีนัมออกซิไดซ์ในบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูง และเริ่มออกซิไดซ์ทีละน้อยที่อุณหภูมิสูงกว่า 200°C ในอากาศ ในฐานะที่เป็นมาตรการป้องกันการเกิดออกซิเดชั่น การบังคับให้ชิ้นส่วนซีลเย็นลงด้วยลมอัดหรือติดตั้งฮีตซิงก์เพื่อกระจายความร้อนออกจากชิ้นส่วนซีลนั้นมีประสิทธิภาพ

ที่บริษัทของเรา เราเติมฐานอะลูมิเนียมของเครื่องทำความร้อนจุดฮาโลเจน
ด้วยผงโลหะออกไซด์ซึ่งมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดี เพื่อเร่งการกระจายความร้อนของฮีตซิงก์ให้เร็วขึ้น

เกี่ยวกับหลอดแก้วควอทซ์

เนื่องจากวงจรฮาโลเจน หลอดไฟฮาโลเจนจะต้องทำจากแก้วทนความร้อนที่มีอุณหภูมิ 250°C หรือสูงกว่าเมื่อติดไฟ นอกจากนี้ ก๊าซเฉื่อยและก๊าซฮาโลเจนภายในหลอดไฟยังถูกปิดผนึกที่ความดันสูง 1×10^5~4×10^5Pa และความดันขณะให้แสงสว่างจะสูงถึง 1.3 ถึง 7.0 เท่านี้ ด้วยเหตุนี้จึงใช้แก้วควอตซ์ แก้วซิลิกาเป็นวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก ดังนั้นแม้ว่าพื้นผิวของแก้วจะมีความแตกต่างของอุณหภูมิ ความเค้นเนื่องจากความร้อนจะมีเพียงเล็กน้อย และสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหันได้ แก้วควอตซ์เป็นสารที่มีความบริสุทธิ์สูง แต่มีสารเจือปนอยู่เล็กน้อย การชะล้างสิ่งเจือปนนี้สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิ และในกรณีของแก้วควอทซ์ การชะสิ่งเจือปนและการซึมผ่านของก๊าซที่เติมเริ่มต้นที่ประมาณ 800°C เหตุผลที่ควรรักษาอุณหภูมิของหลอดไฟฮาโลเจนให้ต่ำกว่า 800°C โดยควรต่ำกว่า 700°C คือความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งเจือปนและอุณหภูมิ หากสมดุลของก๊าซภายในหลอดฮาโลเจนเปลี่ยนไป จะทำให้เกิดสีดำและทำให้อายุการใช้งานของหลอดสั้นลง
ในบรรดาสิ่งเจือปนเหล่านี้มีน้ำผสมอยู่เล็กน้อย กระจกเป็นวัสดุที่กันน้ำได้ และคุณมองไม่เห็นน้ำภายในแก้ว ซึ่งปกติแล้วจะไม่เป็นปัญหา น้ำนี้มีอยู่ในกลุ่มไฮดรอกซิล (กลุ่มไฮดรอกซี) ที่อุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 600°C กลุ่มไฮดรอกซิลจะละลายเข้าไปในหลอดไฟ และแม้แต่น้ำเพียงเล็กน้อยก็ทำให้เกิดวัฏจักรของน้ำ ซึ่งเป็นการเร่งการใช้ทังสเตน ใน “วัฏจักรของน้ำ” ไอน้ำจะถูกย่อยสลายบนพื้นผิวของทังสเตนที่มีอุณหภูมิสูงให้กลายเป็นออกไซด์ของทังสเตนและอะตอมของไฮโดรเจน ทังสเตนออกไซด์จะระเหยและเกาะติดกับผนังกระจก และอะตอมไฮโดรเจนจะกำจัดออกไซด์ของออกซิเจนและคืนกลับเป็นไอน้ำ เป็นที่เข้าใจกันว่าการระเหยของทังสเตนซ้ำ ๆ นี้ช่วยเร่งการบริโภค
ในเวลานี้ วงจรฮาโลเจนยังเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันในหลอดฮาโลเจน การเปลี่ยนตำแหน่งของไส้หลอดทังสเตนเนื่องจากวัฏจักรฮาโลเจนและการระเหยของไส้หลอดทังสเตนเนื่องจากวัฏจักรของน้ำทำให้พื้นผิวของไส้หลอดทังสเตนไม่สม่ำเสมอในช่วงเวลาสั้น ๆ ส่งผลให้ขาดการเชื่อมต่อ ดังนั้นจึงควรใช้แก้วควอทซ์ที่มีปริมาณน้ำน้อย นอกจากนี้ เหมาะอย่างยิ่งที่จะใช้กระบวนการผลิตที่ป้องกันไม่ให้น้ำ (ออกซิเจน) เข้ามาในระหว่างกระบวนการแปรรูปเป็นหลอดฮาโลเจน หากปะปนเข้าไป สามารถกำจัดออกได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 800 องศาขึ้นไป หรือโดยการใส่ท่อรับออกซิเจนเข้าไปในหลอดไฟเพื่อดูดซับ

การทำความสะอาดพื้นผิวแก้วควอตซ์

หากพื้นผิวแก้วควอทซ์ถูกทำให้ร้อนโดยมีสิ่งสกปรกติดอยู่แม้เพียงเล็กน้อย สิ่งสกปรกจะซึมเข้าไปในแก้ว ทำให้ความแข็งแรงลดลง ขัดขวางวงจรฮาโลเจน และการสูญเสียน้ำซึ่งความโปร่งใสของแก้วจะสูญเสียไป
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องดำเนินการทำความสะอาด . ละลายพื้นผิวแก้วควอตซ์ด้วยกรดไฮโดรฟลูออริกเพื่อขจัดสิ่งสกปรก แช่กรดไฮโดรฟลูออริก 5% ถึง 10% เป็นเวลาหลายนาที แล้วล้างกรดไฮโดรฟลูออริกออกให้สะอาดด้วยน้ำบริสุทธิ์ กรดไฮโดรฟลูออริกเป็นสารเคมีที่อันตรายมากต่อร่างกายมนุษย์ ดังนั้นจึงมักใช้แอมโมเนียมฟลูออไรด์ซึ่งมีอันตรายน้อยกว่า
เพื่อลดการเกิด devitrification ห้ามจับแก้วควอทซ์ด้วยมือเปล่า

เกี่ยวกับการแปรรูปแก้วควอทซ์

แก้วควอทซ์ถูกแปรรูปโดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 2,000°C) ด้วยเตาแก๊ส ฯลฯ แล้วกดด้วยแท่งคาร์บอนหรือแท่งโลหะเพื่อทำให้เสียรูป หรือโดยการกดด้วยแม่พิมพ์โลหะ
หัวเตาแก๊สในอุดมคติคือเปลวไฟออกซิเจนไฮโดรเจน ในหัวเผาก๊าซ ออกซิเจนและไฮโดรเจนจะถูกผสมไว้ล่วงหน้า จากนั้นจะถูกเป่าออกจากหัวฉีดด้วยความเร็วสูงเพื่อเผาไหม้ , มี “หัวเตาแก๊สผสมขั้นสูง” ที่เผาไหม้ อย่างหลังมีความเร็วเปลวไฟน้อยกว่าและเหมาะสำหรับการประมวลผลพื้นที่ขนาดใหญ่ของควอตซ์
ประเภทการผสมรากช่วยป้องกันการเผาไหม้ไม่ให้เข้าสู่หัวฉีดโดยการสร้างการไหลความเร็วสูงภายในหัวฉีด ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้วเปลวไฟจะกลายเป็นการไหลความเร็วสูงด้วย หัวเตาแก๊สรูปแบบนี้เหมาะสำหรับการให้ความร้อนในพื้นที่ขนาดเล็ก
หากความเร็วการไหลของหัวฉีดของหัวเผาแก๊สชนิดผสมรากนี้ลดลง การเผาไหม้จะเข้าสู่หัวฉีด (ปรากฏการณ์ย้อนรอย) และแก๊สผสมออกซิเจน-ไฮโดรเจนในหัวแก๊สจะระเบิดและเผาไหม้ในคราวเดียว ทำให้เกิดเสียงระเบิดดัง . หากปล่อยทิ้งไว้ในสถานะนี้ การเผาไหม้อาจดำเนินต่อไปในเครื่องผสมแก๊ส และบริเวณใกล้เคียงของเครื่องผสมจะไหม้
บางครั้งมีการใช้เปลวไฟผสมของก๊าซมีเทนหรือก๊าซโพรเพนและออกซิเจนในการประมวลผลควอตซ์ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจ ในกรณีนี้ ก๊าซเชื้อเพลิงเหล่านี้ไม่ผสมกับออกซิเจนได้เร็วเท่ากับไฮโดรเจน และมีอุณหภูมิการเผาไหม้ที่ต่ำกว่า ดังนั้นส่วนใหญ่เป็น “หัวเผาแก๊สแบบผสมราก”
หัวเตาแก๊สที่มีรูหัวฉีดหลายรูใช้เพื่อทำความร้อนในพื้นที่ขนาดใหญ่ จุดให้ความร้อนค่อนข้างใกล้กับหัวฉีด และความเร็วการไหลของเปลวไฟนั้นรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะดันและทำให้กระจกที่ร้อนและอ่อนเสียรูป หากคุณหยุดแก๊สจากหัวเผาแก๊สนี้อย่างกระทันหัน ความเร็วการไหลของหัวฉีดจะลดลงและเกิดไฟย้อนกลับ ทำให้เกิดเสียงระเบิด
เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ คุณสามารถหยุดออกซิเจนช้าๆ ก่อนแล้วจึงหยุดแก๊สเชื้อเพลิง หรือหยุดแก๊สเชื้อเพลิงก่อนแล้วเป่าออก ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด ความเร็วของการไหลจะลดลง ดังนั้นการย้อนกลับจะเกิดขึ้นได้ง่าย และการปิดอย่างรวดเร็วจะไม่สามารถทำได้ เพื่อดำเนินการปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว ให้หยุดก๊าซที่เผาไหม้และเป่าลมเข้าไปในเครื่องผสมพร้อมกันเพื่อเป่าออกโดยไม่ลดความเร็วการไหลของหัวฉีด
หัวเตาแก๊สนี้ยังต้องให้ความสนใจกับการจุดระเบิด เป็นเรื่องปกติที่จะดับแก๊สเชื้อเพลิงก่อนเพื่อจุดไฟแล้วจึงดับออกซิเจน แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะจุดไฟอย่างรวดเร็ว การจุดระเบิดบ่อยครั้งสามารถจัดการได้โดยการจุดไฟด้วยหัวเผาเฉพาะ (เปลวไฟไฮโดรเจน) โดยปล่อยก๊าซเชื้อเพลิงและออกซิเจนพร้อมกันที่อัตราการไหลที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
เมื่อแก้วร้อนและนิ่มลงพอสมควร ก็นำไปแปรรูปได้ แก้วควอทซ์อาจติดกับโลหะระหว่างการกดโดยใช้แม่พิมพ์โลหะ คาร์บอนมีประสิทธิภาพในการปลดปล่อยวัสดุเพื่อป้องกันสิ่งนี้ เมื่อคาร์บอนสัมผัสกับควอตซ์ที่มีอุณหภูมิสูง คาร์บอนจะลดการผลิต COx และสลายตัวอย่างรุนแรง โดยทั่วไปจะใช้น้ำมันเป็นวิธีการเติมคาร์บอน
เมื่อควอตซ์ถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงและอ่อนตัวลง ซิลิกาจะเกาะติดกับบริเวณโดยรอบและกลายเป็นสีขาวขุ่น นี่เป็นเพราะควอตซ์ระเหยเนื่องจากความร้อนและยึดติดกับส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำ เพื่อป้องกันสิ่งนี้ให้ได้มากที่สุด มีวิธีการใช้อากาศหรือหัวเผาแก๊สกับส่วนที่มีแนวโน้มว่าซิลิกาจะเกาะอยู่
การระเหยของผลึกจะรุนแรงในการลดเปลวไฟ คิดว่าเป็นเพราะควอตซ์ถูกลดขนาดเป็น SiO ทำให้ระเหยได้ง่ายขึ้น ดังนั้น ซิลิกาจะมีโอกาสเกาะติดน้อยลงหากตั้งค่าเปลวไฟในกระบวนการผลิตเป็นเปลวไฟที่มีออกซิเจนมากเกินไป อย่างไรก็ตาม เปลวไฟประเภทนี้มีกำลังความร้อนที่อ่อนกว่าเมื่อเทียบกับความเร็วการไหล และเนื่องจากไม่มีการลดปฏิกิริยา ฟอยล์โมลิบดีนัมจึงมีแนวโน้มที่จะออกซิไดซ์และแตกระหว่างการปิดผนึก
ควรเผาซิลิกาที่เกาะอยู่ออกด้วยเปลวไฟออกซิเจนส่วนเกินหรือกำจัดออกด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้เป็นหลอดไฟได้หลังจากปิดผนึกแล้ว
การกดควรทำในเวลาที่สั้นที่สุด เมื่อกดทับเป็นเวลานาน อุณหภูมิของควอตซ์จะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดรอยร้าวและบิดเบี้ยวอย่างรุนแรง

การกำจัดความผิดเพี้ยนหลังการประมวลผลแก้วควอทซ์

เมื่อประมวลผลแก้วควอทซ์ ความผิดเพี้ยนจะเกิดขึ้นเนื่องจากการกระจายตัวของอุณหภูมิระหว่างการประมวลผล ความเครียดคือสถานะที่แรงอัดหรือแรงดึงยังคงอยู่ระหว่างโมเลกุลภายในควอตซ์ สามารถยืนยันการบิดเบือนด้วยสายตาได้ด้วย “เครื่องวัดความผิดเพี้ยน” ที่ใช้แสงโพลาไรซ์
เนื่องจากความเครียดที่ตกค้างนี้ลดความแข็งแรงของแก้วควอทซ์ จึงไม่สามารถทนต่อแรงดันภายในระหว่างการทำงานของหลอด ทำให้เกิดการแตกหรือร้าว ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวในเบื้องต้นของหลอดเนื่องจากการรั่วไหลของก๊าซปิดผนึก นอกจากนี้ เมื่อเปลี่ยนหลอดไฟ หลอดไฟอาจแตกได้แม้ว่าคุณจะไม่ได้ออกแรงมากก็ตาม
การหลอมจะดำเนินการเพื่อขจัดความเครียดที่ตกค้าง ความเครียดที่ตกค้างสามารถลดลงได้มากโดยการจับชิ้นส่วนที่ผ่านกระบวนการไว้ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลว อุ่นให้ร้อน จากนั้นค่อยๆ ทำให้เย็นลงเพื่อไม่ให้ความเครียดเกิดขึ้นอีก ระยะเวลาการถือครองและอัตราการเย็นตัวที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัสดุ การให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงยังมีข้อได้เปรียบในการเผาและปัดเศษรอยแตกเล็กๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการกดเพื่อให้ไม่เป็นอันตราย
แม้ว่าคุณจะไม่มีเตาขจัดความผิดเพี้ยนแบบพิเศษ แต่หากคุณทำงานอย่างระมัดระวังกับจุดเหล่านี้ ความผิดเพี้ยนสามารถลบออกได้จนถึงระดับที่ไม่มีความเสียหายจริง อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่จะขจัดความผิดเพี้ยนออกไปจนไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยสเตรนเกจ

หลอดฮาโลเจนที่ใช้แก้วอื่นที่ไม่ใช่แก้วควอทซ์

หลอดแก้วควอทซ์ไม่ใช่ข้อกำหนดบังคับสำหรับวัสดุหลอดของหลอดฮาโลเจน หลอดฮาโลเจนที่ใช้แก้ว (แก้วอะลูมิโนซิลิเกตหรือแก้วบอโรซิลิเกตที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวตรงกับโมลิบดีนัม) ที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงปานกลางได้ แม้ว่าจะไม่สูงเท่าแก้วควอทซ์ก็ตาม และใช้วิธีการปิดผนึกแบบปกติที่ไม่ใช้ กระดาษฟอยล์. ยังมีอยู่ เหล่านี้เป็นพันธุ์ที่ผลิตจำนวนมากและใช้เป็นวิธีลดต้นทุน อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้กับหลอดฮาโลเจนกำลังสูงได้ และไม่เหมาะสำหรับการผลิตล็อตเล็กๆ