一种褐色石英玻璃管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石英玻璃管技术领域，具体是指一种褐色石英玻璃管及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 石英玻璃的热膨胀系数小，并具有耐高温、透紫外、透红外等特点，已越来越广泛 地应用工于业及民用产品上。目前的石英玻璃管有透明和乳白色两种，透明石英玻璃管，其 透光率高，折射率低，加热效率不好;乳白色的石英玻璃管是以气泡为分散相，虽然其加热 升温较快，但其均一性差。而且，以目前最常用的乳白色石英管为例，乳白色石英管在适应 过程中还存在以下缺陷：如乳白石英管组装成电热管过程中光度过强出现刺眼现象;如乳 白色石英管由于以气泡作为分散相硬度对比较脆弱；如乳白石英管的主要物质为石英砂且 微量元素较少，不能截止全部紫外线及部分可见光不能使红外线得到充分利用效果;如乳 白石英管成型后颜色为白色，过于单调影响美观。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种褐色石英玻璃管及其制作方法，具有光线柔和、管壁硬 度高、光线利用率高和美观大方的特点。
[0004] 本发明可以通过以下技术方案来实现：
[0005] 本发明公开了一种褐色石英玻璃管，所述石英玻璃管的管壁整体着褐色，所述石 英玻璃管以石英砂为基本重量份原料配以着色剂高温拉制而成，所述着色剂为重钴酸镁、 氯化镁、氯化钴、二氧化锰、氧化铜、硝酸铝和铁红的混合物。通过选择重钴酸镁、氯化镁、氯 化钴、二氧化锰、氧化铜、硝酸铝和铁红的混合物作为褐色着色剂，使石英玻璃管的管壁呈 现褐色，由于石英玻璃管的管壁颜色为褐色，组装成电热管发热过程中光度柔和，有效克服 了传统乳白色石英玻璃管存在的光线刺眼的温度;褐色的石英管玻璃由于加入了诸如钴、 镁、锰、铜、铝和铁等微量的金属元素，微量的金属元素能够截止全部紫外线及部分可见光 且使红外线得到充分利用，提高了光线的利用效率，使整个石英玻璃管具有较好的节能效 果。而且，由于诸如钴、镁、锰、铜、铝和铁等微量的金属元素的加入，微量的金属元素在石英 玻璃管的高温拉制过程中会抑制气泡作为分散相对于管壁力学强度影响，提升了石英玻璃 管管壁的硬度。此外，褐色的管壁，可以根据实际需要灵活调整着色剂的含量配比形成深浅 不同的褐色，突破乳白色管壁过分单调的局限，给人带来视觉上冲击的效果，提升褐色石英 玻璃管的美观性。
[0006] 进一步地，所述着色剂在原料重量的总量中所占的重量千分比分别为:重钴酸镁 0.4~0.6%。、氯化镁0.6~1.0%。、氯化钴4~8%。、二氧化锰0.8~1.2%。、氧化铜3~5%。、硝酸 铝2~4%。、铁红0.8~1.2%。。在整个着色剂体系中，重钴酸镁、氯化镁、氯化钴、二氧化锰、氧 化铜、硝酸铝和铁红任一组分含量的变化，都会导致整个石英玻璃管褐色色彩的调整的变 化，若某单一组分含量低于其下限，会直接导致褐色色彩过淡甚至产生透明效果，不仅紫外 线的吸收及部分可见光不能使红外线的利用效果不佳，甚至产生强光刺眼现象，还会影响 石英玻璃管管壁硬度的提升;若某单一组分含量高于其上限，会直接导致褐色色彩过浓甚 至产生黑色效果，不仅可以吸收紫外线的还会阻碍部分可见光和红外线的利用，在外观上 也会存在由于整个石英玻璃管呈现黑色影响其观赏性的问题。
[0007] 进一步地，所述着色剂在原料重量的总量中所占的重量千分比分别为:重钴酸镁 0.5%〇、氯化镁0.8%〇、氯化钴6%〇、二氧化锰1%〇、氧化铜4%〇、硝酸铝3%〇、铁红1%〇。此时，整个 石英玻璃管的褐色色彩适中，避免了过线过于刺眼的问题，既能吸收紫外线也不会影响部 分可见光和红外光线的领用，整个石英玻璃管的管壁的硬度也明显提升，外观上也非常美 观大方。
[0008] 进一步地，所述石英砂为含量大于99.98%、杂质含量低于20ppm、过筛目数为40~ 160目的高纯石英砂。通过选择高纯石英砂，避免了杂质对于褐色石英玻璃管品质的影响， 提高了其品质的一致性，管壁着色均匀，光线透过一致性高、
[0009] 进一步地，所述着色剂的重量为所述石英砂重量的1.17~2.15%，既避免了着色 过淡产生透明效果的问题，也避免了着色过浓形成黑色的感觉。
[0010] -种褐色石英玻璃管的制备方法，包括以下步骤:将着色剂中的氯化镁、硝酸铝加 水溶解，制成水溶液;将着色剂中的重钴酸镁、二氧化锰、氧化铜和铁红加入酸使之溶解，制 成酸性溶液;将上述两种溶液掺入石英砂充分混合后，放入烤炉烘烤300~400°C进行烘干 澎化，然后进行筛选和磁选，去除金属杂质，再投入石英连熔炉内1600~2000°C将其按所需 规格拉制成石英玻璃管。在烤炉烘烤过程和拉制过程中，烘烤的温度和连熔的温度既不能 过高也不能过低，根据菲克第一定律，若烘烤的温度和连熔的温度过低，着色剂在石英砂中 的扩散速度收到局限，影响着色剂在石英砂中分散的均匀性;若烘烤的温度和连熔的温度 过高，石英砂结晶的速度会过快，也会影响着色剂与石英砂的充分混合，直接影响着色的均 匀性。
[0011] 进一步地，所述着色剂在原料重量的总量中所占的重量千分比分别为:重钴酸镁 0.5%。、氯化镁0.8%。、氯化钴6%。、二氧化锰1 %。、氧化铜4%。、硝酸铝3%。、铁红1 %〇。
[0012] 进一步地，所述着色剂在原料重量的总量中所占的重量千分比分别为:重钴酸镁 0.5%。、氯化镁0.8%。、氯化钴6%。、二氧化锰1 %。、氧化铜4%。、硝酸铝3%。、铁红1 %〇。
[0013] 进一步地，所述烤炉烘烤的温度为360°C，所述石英连熔炉拉制的温度为1800°C。 选择合适的烘烤的温度和连熔的温度，可以充分保证着色剂在石英砂中的分散效果，保证 着色的均匀性。
[0014] 进一步地，所述的酸为浓度36 %~38 %的盐酸，选择盐酸，在溶解的过程中不会引 入其他杂质，也保证了着色剂的溶解效果，促进了着色剂在石英砂中的分散效果。
[0015] 本发明所述的褐色石英玻璃管，具有如下的有益效果：
[0016] 第一、光线柔和，通过选择重钴酸镁、氯化镁、氯化钴、二氧化锰、氧化铜、硝酸铝和 铁红的混合物作为褐色着色剂，使石英玻璃管的管壁呈现褐色，由于石英玻璃管的管壁颜 色为褐色，组装成电热管发热过程中光度柔和，有效克服了传统乳白色石英玻璃管存在的 光线刺眼的温度；
[0017] 第二、节能效果好，褐色的石英管玻璃由于加入了诸如钴、镁、锰、铜、铝和铁等微 量的金属元素，微量的金属元素能够截止全部紫外线及部分可见光且使红外线得到充分利 用，提高了光线的利用效率，使整个石英玻璃管具有较好的节能效果。
[0018] 第三，管壁硬度高，由于诸如钴、镁、锰、铜、铝和铁等微量的金属元素的加入，微量 的金属元素在石英玻璃管的高温拉制过程中会抑制气泡作为分散相对于管壁力学强度影 响，提升了石英玻璃管管壁的硬度；
[0019] 第四，美观大方，褐色的管壁，可以根据实际需要灵活调整着色剂的含量配比形成 深浅不同的褐色，突破乳白色管壁过分单调的局限，给人带来视觉上冲击的效果，提升褐色 石英玻璃管的美观性。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本 发明产品作进一步详细的说明。
[0021] 实施例1
[0022] -种褐色石英玻璃管，石英玻璃管的管壁整体着褐色，石英玻璃管以石英砂为基 本重量份原料配以着色剂高温拉制而成，着色剂为重钴酸镁、氯化镁、氯化钴、二氧化锰、氧 化铜、硝酸铝和铁红的混合物。褐色石英玻璃管是通过以下方法制备的:将着色剂中的氯化 镁、硝酸铝加水溶解，制成水溶液;将着色剂中的重钴酸镁、二氧化锰、氧化铜和铁红加入酸 使之溶解，制成酸性溶液;将上述两种溶液掺入石英砂充分混合后，放入烤炉烘烤300°C进 行烘干澎化，然后进行筛选和磁选，去除金属杂质，再投入石英连熔炉内1800°C将其按所需 规格拉制成石英玻璃管。
[0023] 在制备过程中，所述着色剂在原料重量的总量中所占的重量千分比分别为：重钴 酸镁0.6%。、氯化镁0.6%。、氯化钴6%。、二氧化锰1.2%。、氧化铜3%。、硝酸铝3%。、铁红1.2% 〇。 石英砂为含量大于99.98%、杂质含量低于20ppm、过筛目数为40~160目的高纯石英砂。酸 为浓度36 %~38 %的盐酸。
[0024] 实施例2
[0025] -种褐色石英玻璃管，石英玻璃管的管壁整体着褐色，石英玻璃管以石英砂为基 本重量份原料配以着色剂高温拉制而成，着色剂为重钴酸镁、氯化镁、氯化钴、二氧化锰、氧 化铜、硝酸铝和铁红的混合物。褐色石英玻璃管是通过以下方法制备的:将着色剂中的氯化 镁、硝酸铝加水溶解，制成水溶液;将着色剂中的重钴酸镁、二氧化锰、氧化铜和铁红加入酸 使之溶解，制成酸性溶液;将上述两种溶液掺入石英砂充分混合后，放入烤炉烘烤350°C进 行烘干澎化，然后进行筛选和磁选，去除金属杂质，再投入石英连熔炉内2000°C将其按所需 规格拉制成石英玻璃管。
[0026] 在制备过程中，所述着色剂在原料重量的总量中所占的重量千分比分别为：重钴 酸镁0.4%。、氯化镁0.8%。、氯化钴8%。、二氧化锰0.8%。、氧化铜4%。、硝酸铝4%。、铁红0.8% 〇。 石英砂为含量大于99.98%、杂质含量低于20ppm、过筛目数为40~160目的高纯石英砂。着 色剂的