Grundsätze und Vorteile des Quarzflammenpolierens

Quarz-Flammenpolieren

Die Quarzflammenpolierung ist einer der wichtigsten Veredelungsprozesse in der Quarzherstellung.1650°C bis 1750°CDie Oberflächenspannung gleicht natürlich das geschmolzenes Glas aus und beseitigt Schleifspuren, Säge, Kantensplitter und Oberflächenrauheit.Nach Abkühlung, wird die Oberfläche glatt, glänzend und hochtransparent, während die Gesamtmaße des Bauteils nahezu unverändert bleiben.Das Verfahren verbessert nur die mikroskopische Oberflächenstruktur, ohne das Massengut zu beeinträchtigen.

1. Arbeitsprinzip

Da geschmolzener Quarz einen Schmelzpunkt von ca.1713°C, geht die Flamme rasch über das Werkstück und erzeugt nur eine oberflächliche Schmelze.

Das Verfahren besteht aus vier Phasen:

1. Nur die äußere Oberflächenschicht, typischerweise mehrere zehn Mikrometer dick, schmilzt, während das Innere fest bleibt.
2. Durch die Oberflächenspannung fließt der geschmolzene Quarz natürlich und füllt Kratzer, Gruben, Sägemarken und kleinere Oberflächenfehler.
3. Die geschmolzene Schicht kühlt schnell ab und bildet eine dichte, glatte und rissfreie Glasoberfläche.
4. Die hohe Temperatur verbrennt gleichzeitig Öl, Staub und Oberflächenhydroxylverunreinigungen, wodurch die Oberflächenreinheit und -reinheit verbessert wird.

2Die wichtigsten Vorteile des Flammenpolierens

Entfernung von Mikrokrecken an der Oberfläche

Bei mechanischem Schneiden und Schleifen entstehen häufig mikroskopische Risse, die die mechanische Festigkeit verringern.die Wärmeschlagfestigkeit erheblich verbessert und das Risiko von Rissen oder Kantensplittern verringert.

Höhere Oberflächenreinheit

Da kein Poliermittel oder Schleifstoff verwendet wird, ist flammpolierter Quarz frei von eingebetteten Polierrückständen.und chemische Anwendungen mit hoher Reinheit, bei denen die Partikelkontamination minimiert werden muss.

Verbesserte chemische Beständigkeit und längere Lebensdauer

Die dichte, verglaserte Oberfläche sorgt für eine verbesserte Gasdichte, eine bessere Beständigkeit gegen Fluorwasserstoff und Hochtemperaturhydrolyse und verlängert die Lebensdauer von Quarzkomponenten erheblich.

Hohe Verarbeitungseffizienz

Durch Flammenpolieren können Rohrenden, innere Bohrungen, gekrümmte Oberflächen und andere komplexe Geometrien leicht erreicht werden, die schwer oder unmöglich mechanisch poliert werden können.

Höhere optische Transparenz

Durch die Beseitigung von Oberflächenfehlern, die das Licht zerstreuen, verbessert das Flammenpolieren die optische Übertragung spürbar.mit einer Breite von mehr als 20 mm,.

3. Standardprozessparameter

Zu den typischen Verarbeitungsparametern der Industrie gehören:

• Brennstoffgasverhältnis (LPG: Sauerstoff):ungefährEin: zwei.5
• Optimale Flammtemperatur:Umher1700°C
• Abstand zwischen Flammenkern und Werkstück: 2 ̊3 mm
• Der Flammenkern darf niemals direkt mit der Quarzoberfläche in Berührung kommen, da dies zu Wellenbildung oder lokalen Verformungen der Oberfläche führen kann.
• Die Taschenlampe sollte sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegen, wobei eine längere Aufheizung an einem Ort zu Dimensionsverzerrungen oder inneren Streifen führen kann.
• Das Flammenpolieren kann manuell oder durch CNC-gesteuerte automatische Systeme durchgeführt werden.Hochwertige Halbleiterquarzboote und Präzisionsquarzkomponenten werden typischerweise mit vollautomatischer CNC-Flammenpoliereinrichtung verarbeitet.

4. Flammenpolieren vs. mechanische Polieren

In Halbleiter- und Hochtemperaturanwendungen wird das Flammenpolieren im Allgemeinen bevorzugt, da es die Partikelbildung minimiert und die Haltbarkeit verbessert.

5Häufige Flame-Polish-Mängel

Oberflächenwellen

• Ursache:Übermäßige Flammtemperatur oder langsame Bewegung der Fackel.
• Ergebnis:Wellenartige Oberfläche durch übermäßiges Schmelzen.

Nebelhafte oder gefrorene Oberfläche

• Ursache:Unzureichende Flammtemperatur.
• Ergebnis:Die Oberfläche schmilzt nicht vollständig und hinterlässt ein stumpfes Aussehen.

Kantenkollaps

• Ursache:Lokalisierte Überhitzung oder übermäßiger Sauerstofffluss.
• Ergebnis:Runde oder verformte Kanten.

Blasenbildung nach der Verarbeitung

• Ursache:Hoher Hydroxylgehalt (OH) im rohen Quarz.
• Ergebnis:Die im Material gefangene Feuchtigkeit bildet bei anschließender Verwendung bei hohen Temperaturen Blasen.

6Typische Anwendungen

Flammenpolierte Quarzkomponenten werden weit verbreitet in

• mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm
• Halbleiterquarzboote
• mit einer Breite von mehr als 20 mm, jedoch nicht mehr als 30 mm
• UV-Lampen
• aus Quarzglas
• mit einem Durchmesser von nicht mehr als 15 mm
• Quarzreaktoren mit hoher Reinheit und chemische Verarbeitungsanlagen