UV燈管的電弧管是用透明石英玻璃制造的，透明石英玻璃對(duì)UV光透過率高，對(duì)可見光和紅外線也有很好的透射率，如圖1所示為國產(chǎn)和進(jìn)口透明石英玻璃UV光透射率，圖2為透明石英玻璃紅外線透射率。表1列出透明石英玻璃對(duì)不同波長的UV光的透射率。
圖1 國產(chǎn)、進(jìn)口透明石英玻璃透UV光曲線
A—國產(chǎn)透明石英玻璃；B—進(jìn)口透明石英玻璃
表1 透明石英玻璃UV光透射率
圖2 透明石英玻璃透紅外光曲線
1-10mm厚玻璃曲線；2—2.85mm厚玻璃曲線；3-0.5mm厚玻璃曲線
透明石英玻璃膨脹系數(shù)低，一般為5X10-7，是普通玻璃的1/20，圖3為透明石英玻璃膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系曲線。
圖3 透明石英玻璃膨脹系數(shù)與溫度關(guān)系
透明石英玻璃在1200°C時(shí)膨脹系數(shù)最小，機(jī)械強(qiáng)度最大。石英玻璃耐高溫，純凈石英透明玻璃的熔化溫度為1713°C，汽化溫度為2100°C，結(jié)晶溫度為1300°C。石英電弧管耐溫1100-1200°C，短時(shí)可耐1400°C高溫，最佳工作溫度為800°C，石英管在800-1000°C時(shí)用冷水激不會(huì)爆裂。當(dāng)然不純凈的石英這些指標(biāo)均有所下降，如連熔石英玻璃熔化溫度約為1400°C。
石英是一種透明的非結(jié)晶體，石英玻璃主要成分是二氧化硅（Si02)，—般含量在99.9%以上（爐煉石英管含Si02量為99.95%，氣煉石英管的Si02含量為99.97%，高純Si02為99.999%即所謂“5個(gè)9”的石英管）。石英在高溫下?lián)]發(fā)量很大，在不同溫度下石英揮發(fā)量不同，2500°C時(shí)揮發(fā)量達(dá)40%，表2所列為石英在高溫下的揮發(fā)量。使用石英玻璃制造高功率燈管時(shí)，燈管冷卻非常重要。用風(fēng)或水冷卻，若冷卻時(shí)間不夠長，燈管工作在高溫下，管壁內(nèi)部石英開始揮發(fā)成氣體，而管壁看上去發(fā)白，失去透明性，嚴(yán)重阻擋UV光照射出來。當(dāng)燈內(nèi)氣體壓強(qiáng)過高，引起燈內(nèi)氣體湍流，燈內(nèi)電弧由直線形變成曲線形（蛇形）。當(dāng)蛇形電弧飄動(dòng)得厲害時(shí)，電弧碰到玻璃殼上把燈管燒毀，出現(xiàn)玻璃管局部凸起或把管壁燒個(gè)窟窿。因此高功率密度燈管直徑要大，讓電弧碰不到玻璃殼。
表2 石英在離溫下的揮發(fā)量
石英玻璃屬酸性物質(zhì)，所以抗酸性很強(qiáng)，硫酸、鹽酸、硝酸等都不與石英發(fā)生反應(yīng)，只有氫氟酸才與石英起反應(yīng)。而石英抗堿能力很弱，石英怕堿性物質(zhì)，如鈉、鉀等元素都影響石英，因此石英中含鈉、鉀是很不利的，應(yīng)盡量減小其含量。石英玻璃中含有羥基、鋁、鈣、鎂、鈉、鉀、鐵、鈷、硼等雜質(zhì)，雜質(zhì)的總量一般小于總體積的0.02%。雜質(zhì)中對(duì)燈的發(fā)光和壽命危害最大的是羥基和鉀、鈉。在點(diǎn)燈過程中的高溫狀態(tài)下，羥基會(huì)從玻璃體內(nèi)向燈管內(nèi)部滲透。滲透到電弧管內(nèi)的羥基在電弧的作用下將分解為水、氫、氧，從而加強(qiáng)了燈內(nèi)的水循環(huán)，使燈管內(nèi)部發(fā)黑，UV光透不出來，燈管失去輻射UV光的作用而壽終。要求高壓汞燈用石英管的羥基含量要小于4-6μg/g。在金屬鹵素?zé)魞?nèi)羥基的危害更大，羥基在高溫下會(huì)和鹵化物反應(yīng)生成鹵化氫，鹵化氫大量捕捉電子，使燈啟動(dòng)困難。石英中的鈉、鉀在高溫下使石英析晶，致使透明的石英晶體變?yōu)椴煌该?、發(fā)污白的結(jié)晶體，結(jié)晶體大量吸收UV光線而影響紫外光的發(fā)出，造成燈管壽終。
石英還有一個(gè)重要的性質(zhì)是透氣性，在500-800°C時(shí)，氫氣、氦氣可自由穿過石英壁的原子間隙。而氦氣進(jìn)入燈內(nèi)會(huì)使燈的啟動(dòng)電壓升高，導(dǎo)致點(diǎn)燃困難直至燈報(bào)廢。因此UV燈不能在有氦氣的環(huán)境中使用，石英透氦氣對(duì)金屬鹵化物燈是嚴(yán)重的威脅。因此壁負(fù)荷高的金屬鹵化物燈要用髙純度天然石英。
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