В арсенале любой лаборатории присутствует великое множество различной посуды, используемой под самые разнообразные нужды. Часто в процессе аналитической работы нужны емкости, обладающие повышенной устойчивостью к температуре, давлению и едким химическим реагентам. К такой посуде можно отнести кварцевые тигли, свойства которых весьма полезны в аналитической работе и на различных производствах.
Что это такое и в каких сферах применяется?
Тигель — это емкость, предназначенная для нагрева, сжигания, выпаривания, высушивания, закаливания или плавления всевозможных материалов в термических условиях экстремального характера.
Все виды посуды из кварцевого стекла объединяет характерная устойчивость к высокой температуре и едким кислотам разного происхождения. Исключениями являются только фтористоводородная и ортофосфорная кислоты, предварительно нагретые до 300 °С.
Используются этот сосуд не только в процессе проведения лабораторных опытов и анализа. Существуют и крупногабаритные версии тиглей. Их применяют в условиях химических, металлургических и других производств.
Кварцевый тигель как нельзя лучше подходят для работы с химическими реагентами различной степени едкости. Сосуд отличается чрезвычайно высоким сопротивлением едким кислотам. Не страшны ему и высокие показатели температуры (до 1250 С° включительно) в сочетании с высоким давлением. Не нанесут урона вибрация и другие динамические воздействия, а также резкое охлаждение после перегрева. С сильнощелочными реагентами дела обстоят хуже ввиду высокой гигроскопичности, следствие которой — высокая электризация.
Где применяют?
Области применения кварцевых тиглей довольно обширны. Как уже говорилось ранее, эта емкость широко применяется в лабораторных исследованиях, при работе с разными кислотами и в тяжелой металлургии. Но этим функционал тиглей не ограничивается. Без использования тиглей невозможно, например, производство полупроводникового кремния. Емкость является незаменимой даже в стоматологии и ортопедии, ведь изготовление зубных протезов, коронок и мостов невозможно без ее применения.
Преимущество кварца перед другими материалами
Указанные факторы в совокупности дают представление о весомом преимуществе тигля кварцевого перед любым другим.
- Во-первых, тигли из кварцевого стекла в настоящее время производить дешевле, чем их платиновый аналог.
- Во-вторых, этот материал более устойчив перед агрессивной средой, чем, например, фарфор, из которого также производят лабораторную посуду, в том числе и тигли.
- В-третьих, производство кварцевых тиглей не такое трудоемкое, как, например, платиновых или фарфоровых.
Состав и способ производства кварцевого стекла
Кварцевое, или же силикатное, стекло производят из подготовленного кремнезема. Процесс заключается в том, что оксид кремния в сырье доводят до аморфного состояния. Именно эта особенность придает стеклу из кварца такую хорошую устойчивость к кислотам и скачкам температур. Многочисленные тесты показали, что емкости не деформируются и не трескаются даже после двадцатикратного повторения резких термических колебаний.
Изготавливают кварцевые тигли посредством получения суспензии кварцевого сырья высокой концентрации. Далее следует формовка емкостей с помощь заготовок, просушивание сырцов, обжиг в муфельной печи при температуре около 300 °С. Длится процесс обжига около 3 часов, затем проводится пропитка полученной формы метилфенилспиросилоксаном. Последним этапом в изготовлении кварцевой посуды является нанесение внутреннего слоя, состоящего из нитрида кремния.
Полученную партию тестируют на устойчивость и соответствие ГОСТ 19908-90. После проведения конечной сертификации продукция готова к использованию.