Đánh bóng ngọn lửa thạch anh là một trong những quá trình hoàn thiện quan trọng nhất trong chế tạo thạch anh. Ngọn lửa oxyhydrogen hoặc oxy-LPG có nhiệt độ xấp xỉ1650–1750°Cđược sử dụng để làm tan chảy nhanh chóng lớp bề mặt ngoài cùng của thạch anh. Sức căng bề mặt làm phẳng kính nóng chảy một cách tự nhiên, loại bỏ các vết mài, vết cưa, phoi cạnh và độ nhám bề mặt. Sau khi làm mát, bề mặt trở nên mịn, bóng và có độ trong suốt cao trong khi kích thước tổng thể của bộ phận hầu như không thay đổi. Quá trình này chỉ cải thiện cấu trúc bề mặt vi mô mà không ảnh hưởng đến vật liệu khối.
Vì thạch anh nung chảy có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ1713°C, ngọn lửa truyền nhanh qua phôi, chỉ tạo ra sự nóng chảy bề ngoài.
Quá trình này bao gồm bốn giai đoạn:
Việc cắt và mài cơ học thường tạo ra các vết nứt cực nhỏ làm giảm độ bền cơ học. Đánh bóng bằng ngọn lửa sẽ bịt kín những vết nứt nhỏ này, cải thiện đáng kể khả năng chống sốc nhiệt và giảm nguy cơ nứt hoặc sứt mẻ cạnh.
Bởi vì không sử dụng hợp chất đánh bóng hoặc hạt mài mòn nên thạch anh được đánh bóng bằng ngọn lửa không có cặn đánh bóng nhúng vào. Điều này làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng hóa học bán dẫn, chân không và có độ tinh khiết cao trong đó phải giảm thiểu ô nhiễm hạt.
Bề mặt dày đặc, được thủy tinh hóa giúp tăng cường độ kín khí, khả năng chống axit hydrofluoric tốt hơn và quá trình thủy phân ở nhiệt độ cao, đồng thời kéo dài đáng kể tuổi thọ của các thành phần thạch anh.
Đánh bóng bằng ngọn lửa có thể dễ dàng tiếp cận các đầu ống, lỗ khoan bên trong, bề mặt cong và các hình dạng phức tạp khác mà khó hoặc không thể đánh bóng bằng máy móc.
Bằng cách loại bỏ các khuyết tật bề mặt làm tán xạ ánh sáng, đánh bóng bằng ngọn lửa cải thiện đáng kể khả năng truyền quang. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi cho các ống đo mức thạch anh, ống đèn UV và các thành phần thạch anh quang học khác.
Các thông số xử lý công nghiệp điển hình bao gồm:
| Đánh bóng ngọn lửa | Đánh bóng cơ khí (lạnh) |
|---|---|
| Tạo ra bề mặt dày đặc, không nhiễm bẩn với độ bền cơ học cao | Đạt được độ phẳng cực cao và độ chính xác hình ảnh quang học |
| Bịt kín các vết nứt nhỏ trên bề mặt và loại bỏ các hạt mài mòn nhúng vào | Có thể để lại thiệt hại mài dưới bề mặt và các hợp chất đánh bóng nhúng |
| Tuyệt vời cho các ứng dụng nhiệt độ cao, chất bán dẫn và chân không | Lý tưởng cho các ống kính quang học chính xác và các thành phần hình ảnh |
| Độ gợn sóng bề mặt nhẹ có thể vẫn còn do sự tan chảy có kiểm soát | Có thể đạt được độ nhám bề mặt ở cấp độ nanomet với độ chính xác hình thức tuyệt vời |
Trong các ứng dụng bán dẫn và nhiệt độ cao, đánh bóng bằng ngọn lửa thường được ưa chuộng hơn vì nó giảm thiểu việc tạo ra hạt và cải thiện độ bền.
Các thành phần thạch anh được đánh bóng bằng ngọn lửa được sử dụng rộng rãi trong:
Đánh bóng ngọn lửa thạch anh là một trong những quá trình hoàn thiện quan trọng nhất trong chế tạo thạch anh. Ngọn lửa oxyhydrogen hoặc oxy-LPG có nhiệt độ xấp xỉ1650–1750°Cđược sử dụng để làm tan chảy nhanh chóng lớp bề mặt ngoài cùng của thạch anh. Sức căng bề mặt làm phẳng kính nóng chảy một cách tự nhiên, loại bỏ các vết mài, vết cưa, phoi cạnh và độ nhám bề mặt. Sau khi làm mát, bề mặt trở nên mịn, bóng và có độ trong suốt cao trong khi kích thước tổng thể của bộ phận hầu như không thay đổi. Quá trình này chỉ cải thiện cấu trúc bề mặt vi mô mà không ảnh hưởng đến vật liệu khối.
Vì thạch anh nung chảy có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ1713°C, ngọn lửa truyền nhanh qua phôi, chỉ tạo ra sự nóng chảy bề ngoài.
Quá trình này bao gồm bốn giai đoạn:
Việc cắt và mài cơ học thường tạo ra các vết nứt cực nhỏ làm giảm độ bền cơ học. Đánh bóng bằng ngọn lửa sẽ bịt kín những vết nứt nhỏ này, cải thiện đáng kể khả năng chống sốc nhiệt và giảm nguy cơ nứt hoặc sứt mẻ cạnh.
Bởi vì không sử dụng hợp chất đánh bóng hoặc hạt mài mòn nên thạch anh được đánh bóng bằng ngọn lửa không có cặn đánh bóng nhúng vào. Điều này làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng hóa học bán dẫn, chân không và có độ tinh khiết cao trong đó phải giảm thiểu ô nhiễm hạt.
Bề mặt dày đặc, được thủy tinh hóa giúp tăng cường độ kín khí, khả năng chống axit hydrofluoric tốt hơn và quá trình thủy phân ở nhiệt độ cao, đồng thời kéo dài đáng kể tuổi thọ của các thành phần thạch anh.
Đánh bóng bằng ngọn lửa có thể dễ dàng tiếp cận các đầu ống, lỗ khoan bên trong, bề mặt cong và các hình dạng phức tạp khác mà khó hoặc không thể đánh bóng bằng máy móc.
Bằng cách loại bỏ các khuyết tật bề mặt làm tán xạ ánh sáng, đánh bóng bằng ngọn lửa cải thiện đáng kể khả năng truyền quang. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi cho các ống đo mức thạch anh, ống đèn UV và các thành phần thạch anh quang học khác.
Các thông số xử lý công nghiệp điển hình bao gồm:
| Đánh bóng ngọn lửa | Đánh bóng cơ khí (lạnh) |
|---|---|
| Tạo ra bề mặt dày đặc, không nhiễm bẩn với độ bền cơ học cao | Đạt được độ phẳng cực cao và độ chính xác hình ảnh quang học |
| Bịt kín các vết nứt nhỏ trên bề mặt và loại bỏ các hạt mài mòn nhúng vào | Có thể để lại thiệt hại mài dưới bề mặt và các hợp chất đánh bóng nhúng |
| Tuyệt vời cho các ứng dụng nhiệt độ cao, chất bán dẫn và chân không | Lý tưởng cho các ống kính quang học chính xác và các thành phần hình ảnh |
| Độ gợn sóng bề mặt nhẹ có thể vẫn còn do sự tan chảy có kiểm soát | Có thể đạt được độ nhám bề mặt ở cấp độ nanomet với độ chính xác hình thức tuyệt vời |
Trong các ứng dụng bán dẫn và nhiệt độ cao, đánh bóng bằng ngọn lửa thường được ưa chuộng hơn vì nó giảm thiểu việc tạo ra hạt và cải thiện độ bền.
Các thành phần thạch anh được đánh bóng bằng ngọn lửa được sử dụng rộng rãi trong: