Типы кварца и их свойства (для промышленного применения)

Кварц – это распространенный минерал, обнаруженный на поверхности земли, который образуется из диоксида кремния или SiO.2. Кварц ценится как драгоценный камень из-за множества разновидностей минерала, которые имеют разные цвета, а также из-за того, что он обладает твердостью и долговечностью, что позволяет хорошо полировать. Некоторые известные типы драгоценных камней кварца включают в себя:

  • Агат
  • Аметрин
  • Аметист
  • Авантюрин
  • Гелиотроп
  • Сердолик
  • Цитрин
  • Халцедон
  • празиолит
  • Розовый кварц
  • Глаз кошки
  • Ястребиный глаз
  • Глаз тигра
  • Дымчатый кварц

Две основные формы кварца включают макрокристаллический кварц и микрокристаллический (также называемый криптокристаллическим) кварц. Различие в этих формах заключается в размере кристаллических образований: макрокристаллические кристаллы видны невооруженным глазом, а криптокристаллические требуют помощи микроскопа для просмотра.

Типы кварца, используемые в промышленности

Кварц обладает многими полезными физическими свойствами, которые делают его подходящим материалом для создания ряда продуктов, имеющих важное промышленное применение. Ниже мы приводим примеры этих кварцевых изделий и их использования, в том числе:

  • Кварцевые генераторы
  • Кварцевая лабораторная посуда
  • Кварцевая изоляция
  • Кварцевые лампы и обогреватели
  • Оптические кварцевые изделия

Кварцевые генераторы

Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами, что позволяет им функционировать в качестве стабильного резонатора и, следовательно, ценно в электронных приложениях для использования в качестве кварцевого генератора. Когда к кристаллу кварца прикладывается электрическое поле, кристалл механически искажается, что является свойством, называемым обратным пьезоэлектричеством или электрострикцией. Когда напряжение снимается, кристалл возвращается к своей прежней форме и при этом генерирует электрическое поле. Это свойство позволяет кварцевым генераторам работать в широком диапазоне частот от килогерц до гигагерца. Эти генераторы используются в бытовых устройствах, таких как кварцевые часы и часы, а в промышленных приложениях контрольно-измерительные устройства, такие как осциллографы, генераторы частоты и счетчики, также содержат кварцевые генераторы.

Кварцевая лабораторная посуда

Кварц имеет твердость 7 по шкале Мооса, где алмаз равен 10, а тальк, очень мягкий минерал, равен 1. Он также химически не реагирует с большинством веществ и непроницаем для большинства газов, что делает его подходящим для использования в лабораторной посуде. Плавленый кварц, а также кварцевый песок (также называемый кварцевым кварцем) можно использовать для создания прозрачных сосудов, используемых в качестве лабораторного оборудования, включая кварцевые трубки, кварцевые стержни, кварцевые колбы и кварцевые стаканы, и это лишь некоторые из распространенных примеров. Общий термин для изделий из кварца, таких как эти, – кварцевая посуда.

Читайте также:
Прокладки автомобильного радиатора со стабильным размером и положительным уплотнением

Другие стандартные элементы из плавленого кварца или кварца включают кварцевые конденсационные трубки, кварцевые пластины, кварцевые диски и кварцевые фритты, которые представляют собой пористые фильтры, созданные путем склеивания зерен кварцевого стекла. Фритты доступны с различными уровнями пористости, измеряемой номинальным размером пор в микронах.

Кварцевая изоляция

Кварц обладает высокой термостойкостью и негорюч, что делает его пригодным для использования в качестве изоляционного материала. Кварцевые волокна изготавливаются и превращаются в шерсть, которую можно использовать для создания различных изоляционных продуктов, подобных стекловолокну. Тот же шерстяной материал также используется для фильтрации высокотемпературных газов и доступен в различных классах от грубого до ультратонкого.

Кварцевые лампы и обогреватели

Кварцевые лампы, также называемые кварцевыми тепловыми лампами, обычно изготавливаются с использованием вольфрамовых нитей накаливания, заключенных в кварцевые трубки и запаянных в них. Кварц остается стабильным при высоких температурах, создаваемых лампой, а также прозрачен для излучения в инфракрасной части спектра, что делает его идеальным материалом для использования в этой области. Элементы лампы также называют кварцевыми галогенными лампами.

Кварцевые обогреватели также используют кварцевые нагревательные элементы и работают по тому же принципу, используя инфракрасное излучение в качестве механизма теплопередачи, а не нагревая воздух, как в конвекционных обогревателях. Инфракрасное отопление обычно классифицируется по длине волны, известной как коротковолновое инфракрасное излучение, средневолновое инфракрасное излучение и длинноволновое инфракрасное излучение. Эти типы обогревателей обычно используются в таких местах, как открытые террасы, где конвекционное тепло нецелесообразно, поскольку нет изоляции для улавливания нагретого воздуха.

Оптические кварцевые изделия

С показателем преломления, плотно сгруппированным около 1.54-1.55 во всех формах, кварц также желателен для использования в оптических приложениях. Из кварца можно изготовить кварцевые окна или кварцевые линзы для использования при фокусировке или коллимации в лазерных и оптических изделиях. Важным свойством кварца является то, что он обладает низким коэффициентом дисперсии, который является мерой того, как показатель преломления изменяется в зависимости от длины волны при прохождении через прозрачную среду. В линзах и других оптических компонентах желательно минимизировать дисперсию.

Читайте также:
Как установить цементную плиту для керамической плитки

Заключение

В этой статье представлен краткий обзор распространенных типов кварца и различных применений этого материала в промышленных и коммерческих продуктах и ​​приложениях. Для получения дополнительной информации о дополнительных продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Принцип работы, виды, области применения кварцевой лампы

Показатели
*Люмен на ватт: 65 (большие лампочки) до 115 (маленькие лампы HP MH) (25% энергии дает свет, 75% тепло)
*Срок службы лампы: 20,000 XNUMX часов (при установке основанием вверх)
10,000 XNUMX часов (горизонтальная установка)
*CRI 60 – 90 (зависит от марки и химического состава)
*Цветовая температура: 3000 (теплый белый) – 20,000 XNUMX К (синий)
Время разогрева: 1 – 15 минут

Общее использование: наружное освещение, где требуется хорошая цветопередача, освещение для телевидения/кино, спортивные площадки, автомобильные фары, прожекторы, тяжелые фонари, применение в теплицах

1.) Как это работает:
Лампа использует пары ртути для создания мощного света (как и пары ртути под высоким давлением), но включает другие металлы (галогенидные соли) для улучшения цвета.

A галоидное соединение представляет собой химическое соединение галогена в сочетании с электроположительным элементом или, в случае ламп, металлом. А галоген является одновалентным элементом, который легко образует отрицательные ионы. Существует 5 галогенов: фтор, хлор, бром, йод и астат.

Галогенные «соли», используемые в лампе MH, включают:

Hg (Меркурий) – голубоватый
AgCl – белый
AgF – без цвета
AgBr – бледно-желтый
Agl — ​​зелено-желтый

Нормальная работа лампы MH (не запуск импульса)

1.) Когда лампа холодная, галогениды и ртуть конденсируются на трубке из плавленого кварца. Когда лампа включается, ток проходит через пусковой электрод и прыгает на короткое расстояние к основному электроду (см. диаграмму ниже), этому способствует газ аргон. Газ аргон зажигает дугу при низких температурах. (Вы также можете посмотреть 8-минутное видео на этой странице, которое включает анимированную графику о том, как это работает)

2.) После начальной малой дуги трубка нагревается, и ртуть испаряется. Электрические дуги борются за работу за счет сопротивления газа, но со временем все больше молекул газа ионизируется. Это облегчает прохождение большего количества электрического тока, поэтому дуга становится шире и горячее. В лампе, когда первая дуга нагревается, она начинает превращать твердую ртуть в пар, вскоре дуга может пройти через пары ртути, чтобы достичь Другие главный электрод на противоположной стороне выпускной трубки. Сопротивление на этом пути теперь меньше, и ток через пусковой электрод перестает течь, подобно тому, как река меняет курс на путь наименьшего сопротивления, осушая прежнее русло.

Читайте также:
5 лучших фильтров для воды под раковиной 2022 года - Лучшие фильтры для воды для безопасной питьевой воды

Молибден используется в уплотнении выпускной трубы, потому что он не расширяется и не размягчается даже при очень высоких температурах. Расширение электрода, выходящего из разрядной трубки, может привести к растрескиванию или разрыву герметичной трубки, которая образует плоский шов на каждом конце. Молибден также обладает высокой устойчивостью к коррозии и также используется в высокопрочной стали, броне и электрических контактах.

Металлогалогенные рабочие фары на реке Гудзон. Здесь хорошо видна мощность газоразрядных ламп. Мощнее только прожектор и прожектор.

2. Вариации и использование

Первые лампы MH имели большую внешнюю оболочку. За последние 20 лет инженеры смогли изготовить МГ-лампу меньшего размера при более высоком давлении. Более высокое давление также означает более высокую эффективность.
Слева: лампа MH диаметром 1 см, используемая в ручном фонарике.

Лампы меньшего размера с меньшей мощностью позволили расширить область применения. Лампы меньшего размера используются в ручных фонариках (они не очень популярны, так как требуют большой батареи (более 1 кг), но они делают самый мощный из доступных ручных фонарей). Меньшие лампы MH имеют чрезвычайно высокое давление до 700 фунтов на квадратный дюйм (4,826,325 XNUMX XNUMX Паскалей).

Лампа Venture Lighting International MH: это модель с импульсным пуском, импульсный пуск обычно используется с лампами HPS. Он использует воспламенитель для создания импульса высокого напряжения. Эта модель имеет экран для рассеивания света и предотвращения повреждения лампы в случае ее взрыва (это может произойти в конце срока службы).

Использование в автомобильных фарах:

Лампа MH некоторое время использовалась в Европе для автомобильных фар. Недавно в США стало законным использовать его в качестве автомобильной фары. Эти лампы дают более холодный свет с худшим индексом цветопередачи, чем галогенные. Этот свет ярче и вызвал споры, поскольку может сделать дорогу более опасной, ослепляя других водителей. Эту фару иногда путают с фарой Sylvania «Bright Star», которая представляет собой галогенную фару с синим фильтром.

Обратите внимание на разные цветовые температуры ниже. Движущийся автомобиль слева имеет газоразрядный свет около 6000K (голубоватый), другой справа имеет обычную галогенную вольфрамовую лампу, около 3000K. Уличные фонари представляют собой галогенид металла более теплого цвета, около 3000К.

Читайте также:
Гибка квадратных и прямоугольных труб

ЧМИ

Другой тип металлогалогенной лампы – это галогенная йодидная лампа или лампа HMI. Он в основном используется для фотографии, так как дает свет 5600 К (соответствует естественному дневному свету) и имеет отличный индекс цветопередачи. Лампа имеет оптимальное сочетание металлогалогенидов из редкоземельных металлов. Он имеет кварцевую разрядную трубку со стержнеобразными электродами из вольфрама и источник питания постоянного тока высокого напряжения. Внешний балласт довольно тяжелый, около 6+ фунтов. Свет лучше всего использовать в качестве мощного источника света на расстоянии 8+ футов (2 м) от таланта. Этот свет дорог и востребован среди профессионалов кино- и телеиндустрии. 90 люмен на ватт.

Вверху: схема лампы HMI. Трубка дугового разряда находится внутри большей внешней оболочки. При производстве внутри остается геттер для удаления всех оставшихся примесей, что помогает создать настоящий вакуум. Вакуум изолирует трубку дуги, поэтому она остается горячей и цвета не меняются. К вашему сведению: йодидный галоген был первым галогеном, использованным в галогенной лампе накаливания.

Вверху: металлогалогенная лампа с короткой дугой. Фото: Lamptech.co.uk

Металлогалогенные лампы с короткой дугой (МЭИ)

Металлогалогенная лампа с короткой дугой по внешнему виду похожа на ксеноновую короткодуговую лампу. Это стеклянная трубка с выпуклым центром и двумя вольфрамовыми электродами. Лампа высокого давления изготовлена ​​из прозрачного кварца и может похвастаться более чем 100 люменами на ватт (из-за более высокого давления). Лампа рекламируется как «самая мощная газоразрядная лампа из широко используемых». В трубке используется йодид диспрозия и ртуть. 6000 К / индекс цветопередачи 95

Если вы знаете, кто разработал МГ лампу с короткой дугой, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы мы могли почтить его/ее в разделе нашего изобретателя ниже.

LEP – светоизлучающая плазма

LEP — это источник света высокой интенсивности, который часто ставится параллельно светодиоду. LEP – это не то же самое, на самом деле это форма металлогалогенной лампы и индукционной лампы. Он имеет кварцевую колбу высокого давления, которая содержит галогениды металлов и не содержит электродов. Эта лампочка встроена в блок, который создает радиочастотную энергию и направляет ее в лампочку. Галогениды испаряются и излучается свет, на обратной стороне кварцевой колбы находится порошок с высокой отражающей способностью. Этот свет имеет потенциал для более длительного срока службы, чем стандартный металлогалогенный, потому что он имеет идеально герметичную колбу без электродов, проникающих в оболочку.

Читайте также:
Когда и как использовать подложку из фанеры

Эту лампу можно использовать для уличного освещения, пленочного освещения и других приложений, требующих интенсивного освещения, эквивалентного лампам HPS или MH.

Компании: Люксим, Топанг Текнолоджиз
Жизнь:
– С использованием магнетрона: до 40,000 20,000 часов, обычно XNUMX XNUMX часов.
– Использование твердых чипов для изготовления RF: более 20,000 XNUMX часов.

LEP связан с лампой HEP, указанной на странице «Индукционные лампы».

1962 Роберт Рейлинг использовали последние разработки в области ртутных ламп высокого давления для создания первой надежной лампы MH. Разрядная трубка из плавленого кварца с герметичными электродами из молибдена и вольфрама была только что разработана для борьбы с разрушающими высокими температурами ртутных ламп высокого давления. Рейлинг, построенный на работе Штейнмеца, завершил работу. Лампа MH стала более популярной спустя десятилетия, когда цена на лампу стала более доступной.

Дженерал Электрик. Скенектади, Нью-Йорк

Фото: Музей Скенектади

2001 Фредерик Эспио, Чандрашекхар Джоши и Ян Чанг изобрел LEP или светоизлучающую плазменную лампу. (Luxim Corp.) Лампу можно рассматривать как как металлогалогенную лампу, так и безэлектродную индукционную лампу. Лампа еще не достигла полного рыночного потенциала, так как она очень новая. Также см. Лампы HEP, которые связаны.
Саннивейл, Калифорния

Первая лампа MH, иллюстрирующая путь дуги. Трубка была изогнута, чтобы следовать по пути дуги, потому что дуга была очень разрушительной для стекла. Это была лампа более низкого давления, чем современная лампа MH.

1960-е: Один из первых когда-либо запущенных в производство мультипаров, 400 Вт. Ранняя лампа MH от General Electric. У него был пусковой электрод в верхней части разрядной трубки, поэтому к вершине ведут два провода. Эта конструкция больше не используется.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: