Технология производства кварцевого стекла

Технология производства кварцевого стекла включает три этапа: подготовку сырья, наплавление стеклянного блока и дальнейшую его обработку.

Первый этап — подготовка сырья. Сырье делится на природное (горный хрусталь, жильный кварц, молочно-белый кварц — раухтопаз) и искусственное (синтетический диоксид кремния SiO₂). Также кварцевое стекло получают из газообразного хлорида кремния SiCl₄ или тетраэтоксисилана (C₂H₅O)₄Si. Природное (минеральное) сырье дополнительно проходит многостадийный этап обогащения, в результате чего удаляются примеси и содержание основного компонента, SiO₂, достигает пятого знака после запятой, что исключает возможность появления каких-либо неоднородностей в стекле.

После подготовки сырья наступает этап плавки. Технология получения кварцевого стекла отличается от технологии производства массовых видов стекол и зависит от требований, предъявляемых к изделиям. Существует три основных метода:
электротермический (из кварцевой крупки в вакуумных электропечах),
газопламенный (наплавление кварцевой крупки на подложку в факеле водородно-кислородной или плазменной горелки) и
парофазный синтез (высокотемпературный гидролиз или окисление газообразного сырья с получением диоксида кремния и его последующей конденсации). Термин «варка» неприменим к кварцевому стеклу ввиду тугоплавкости оксида кремния и, как следствие, высокой вязкости при больших температурах, поэтому обычно используют термин «плавка» или «наплавление».

Следующим этапом является распиловка наплавленных блоков кварцевого стекла на заготовки с помощью алмазной струны или диска, а также их шлифовка и полировка. Основная изготавливаемая продукция — пластины, стержни (штабики) и трубы. Вытягивание труб может производиться как в одну стадию — в печи непрерывного действия во время наплава, так и в две — с помощью индукционной печи после получения блока.