Способ изготовления кварцевых капилляров Советский патент 1981 года по МПК C03B23/04 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ КАПИЛЛЯРОВ

изобретение относится к технике изготовления стеклянных изделий из предварительно отформованного стекла с последующей формовкой и может быть использовано в пролышленности, а так же в заводских я научно-исследовател ских лабораториях для изготовления толстостенных кварцевых микрокапилляров. Известен способ изготовления капилляров, включакиций операции изготовления пульки, ее разогрев (размягчение) , осаживание стекла, выдувание шарика, повторное осаживание стекла, равномерный разогрев шарика до полного размягчения и последующее растягивание его при непрерывном вра щении TI Однако этот способ весьма трудоемок, и сечение получаемых таким образом капилляров неравномерно по дли не. Кроме того, изготовление микрокапилляров, т.е..капилляров с внутренним диаметром менее 1 мкм, этим способом практически невозможно. Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления капилляров, заключающийся в предварительном разогреве (размягчении) стеклянной заготовки (толстостенной трубки) и последующем растяжении ее вдоль продольной оси, причем степень размягчения и пределы растяжения выбирают в зависимости от материала заготовки и требуемого внутреннего диаметра капилляра Г2 J. Недостаток указанного способа заключается в невозможности из17отовления удобных для работы толстостенных (Шкрвкапилляров, в которых отношение внешнего диаметра к внутреннему находится в пределах от 1000:1 до 10000:1. Цель изобретения - получение толстостенных микрокапилляров путем уве-. личения отношениявнешнего диаметра к внутреннему диаметру капилляра. Поставленная цель.достигается тем, что в способе изготовления кварцевых капилляров, включающем разогрев трубчатой заготовки и формование, разогрев .заготовки осуществляют до температуры начала испарения кварца с последующим охлаждением до темпера туры формования. При продольном растяжении равномерно разогретой трубчатой заготовки ее относительные размеры в поперечном направлении сохраняются, т.е. отношение внешнего дигшетра к внутреннему у исходной заготовки и у получаемого капилляра остаются одинаковыми. Однако толстостенные микрокапилляры получить известными способами невозможно, так как в выпускаемых промьшшенностью трубчатых заготовках отношение внешнего диаметра к внутреннему не выходит за пределы 1:1-10:1. Действительно, для.изготов ления микрокапилляра с внутренним . диаметром 0,1 мм и наружным диаметром 0,3-0,4 мм (удобным для работы) потребовалось бы использовать трубчатую заготовку с внутренним диаметром 0,1 мм и наружным диаметром 300400 мм, что совершенно нереально. Применение предлагаемого способа позволяет изготавливать толстотенные микрокапилляры из обычных трубЧатых заготовок путем неравномерного по сечению разогрева заготовки, а именно к моменту растяжения заготовка должна быть разогрета таким образом, чтобы температура внетренней ее части была выше, чем наружной. .Способ осуществляется следующим образом. Поверхность капиллярной заготовки разогревают до температуры 2400°С, соответствующей началу интенсивного испарения кварца. Эта температура оп ределяется по яркости свечения разогретого участка и по появлению белогсГ ободка конденсировавшегося кварца на холодных участкгис заготовки вблизи зоны разогрева. Затем нагрев умен шают или прекращают, снижая температуру пламени или отводя горелку от заготовки. При этом наружная часть заготовки остывает, а внутренняя про должает прогреваться за счет распространения тепловой волны внутрь заго товки. Когда наружная часть заготовки охлсщится до температуры начала формования кварца (1700-18рО°С) , а фронт тепловой волны достигнет внутренней поверхности заготовки, разогретый участок растягивают с такой скоростью, при которой за время вытягивания не происходило бы заметного изменения профиля температур разогретого участка. Момент начала растяжения определяется по началу самопроизвольного уменьшения внутрен него канала трубчатой заготовки. Величина растяжения зависит от диаметра исходной заготовки и марки применяемого кварца. Пример . Проводят вытягивание микрокапилляра из трубчатой кварцевой заготовки марки KB с наружным диаметром 8 мм и внутренним 1 мм затем подвергают интенсивному разогреву в пламени ацетилено-кислородной горелки с температурой пламени 3150 С в течение 20-25 с. После появления белого ободка вблизи зоны разогрева нагрев прекращают, отведя горелку от заготовки. Через 5-6 с, когда внутренний канал заготовки начнет самопроизвольно уменьшаться, заготовку растягивают со скоростью 12 м/с на расстояние 5,2 м. В результате получают капилляр с внутренним диаметром 0,1 мм и наружным, 0,4 мм. Приведенным примером не исчер.пываются все случаи реализации предлагаемого способа. Э зависимости от диаметра применяемой заготовки, марки кварца, требуемого внутреннего диг 1етра микрокапилляра могут меняться продолжительность разогрева и охлаждения, а также скорость вытягивания. Предлагаекый способ позволяет получать микрокапилляры с внутренним диаметром от 0,03ммдо 1 мм с равномерным сечением по длине и практически молекулярно-гладкой внутренней поверхностью. Формула изобретения Способ изготовления кварцевых капилляров, включающий разогрев трубчатой заготовки и формование, отличающийся тем, что, с целью изготовления толстостенных микрокапилляров путем увеличения отношения внешнего диаметра капилляра к внутреннему, разогрев заготовки осуществляют до температуры начета испарения кварца с последующим охлаждением до температуры формования./ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Веселовский с.Ф. Стеклодувное дело. М., Изд-во АН СССР, 1952, с.8082. 2. Авторское свидетельство СССР № 51096, кл. С 03 В 23/04, 1936.