石英玻璃中羟基含量的红外光谱法测量

石英管中羟基含量的测定

4 讨论
为了测定石英管中的羟基浓度, 必须要测定羟基( OH) 伸缩振动所引起的吸收峰处光密度, 也就是在吸收峰处测出其最大透过率和最小透过率, 这一工作可以作得十分精确。由方程( 3) 可知, 还必须要先测出石英管中羟基( OH) 的消光系数 EOH 值, 根据有关资料报导, 石英中羟基( OH) 的消光系数测量值 EOH 有五种之多, 且它们之间的差别很大, 它们分别为:
1999 年 4 月
灯与照明
第 23 卷第 2 期
石英管中羟基含量的测定
杨耕兴崔一平钟女原罗宗南杨正名
( 东南大学电子工程系)
1 引言
石英管中的羟基( OH ) 将对石英的物理性质及结构产生影响, 随着羟基( OH) 浓度的提高, 其粘度、密度和折射率都随之减小而膨胀系数增加, 金卤灯用的石英管当羟基( OH) 含量增加时, 将会严重影响灯的质量, 因此必须严格监控石英管中羟基含量。测定石英管中羟基( OH ) 含量最为广泛应用的方法是透射红外光谱测定法 ( T ransmission Inf rared Spect roscopy ) 该方法使用方便, 光谱测试精确, 测定重复性好, 且具有非接触, 无破坏的优点, 但这种方法也存在缺点, 本文将介绍这种方法。
77. 5 L/ mol#cm
( 1960 年测得)
93 L / mol#cm
( 1960 年测得)
58 L / mol#cm 43 L / mol#cm
( 1975 年测得) ( 1976 年测得)
90. 5 L/ mol#cm
( 1982 年测得)
最小值和最大值之间的差值有一倍之
多, 这意味着所测得同一光密度, 由于消光系数的不同, 可以有不同的羟基浓度值, 由此可

红外光谱法测定玻璃中羟基含量

红外光谱法测定玻璃中羟基含量玻璃中的羟基会严重影响玻璃的性能,即使羟基重量含量低于1 % ,它也会明显地影响玻璃的粘度、密度、折射率和热膨胀系数。

同时,由于玻璃中羟基的存在,它将对某种波长的红外光波形成强烈的吸收,这对于光纤通讯中光学材料的选择是一个十分重要的问题。

在电光源行业中,玻璃中羟基含量的高低是直接影响气体放电灯的质量。

因此,需要严格监控玻璃中的羟基含量。

此外,为了研究羟基含量与玻璃性能之间的关系,以便为设计与制造具有一定特性的玻璃提供必要的数据,这也需要定量地测定玻璃中羟基的含量。

测定玻璃中羟基含量的方法有两类:一、水的热除气法; 二、光谱法。

比较这两类方法,光谱法更具有其优越性,该法在测试过程中,玻璃内所有羟基都将被探测,但该法需要已知羟基含量的校准标准。

在光谱法中又可分为红外光谱法和核磁共振法,比较这两种方法,红外光谱法所需技术设备要求较低,且其光谱测量准确迅速。

因此红外光谱法是测定玻璃中羟基含量用得最为广泛的一种方法,本文将叙述这种方法。

玻璃中羟基伸展振动的红外谱玻璃中羟基伸展振动的红外吸收峰的位置及其宽度依赖于羟基是否形成氢键以及氢键的强度,氢键的强度越强,则吸收峰的波长越长,且缝的宽度也越大,在石英玻璃中,因无氢键存在,石英中羟基是自由羟基,因此其吸收峰的位置偏于短波(3670cm- 1) ,且吸收峰的宽度也较窄,在BCYA 玻璃中25BaF2 ,16CaF2 ,16YF3 ,43AlF3 (mol %) ]由于形成了氢键,其吸收峰位于3570cm- 1处,较石英玻璃的吸收峰的位置偏于长波段,且峰较宽,在BGZA 玻璃中[3117BAF2，318GdF3,6015 ZrF4,4A1F3[ (mol %) ]形成了更强的氢键,其吸收峰的位置更偏于长波段(3450cm- 1 ) 且峰更宽石英玻璃中羟基含量的测定灯用石英玻璃中羟基含量对灯的质量将会产生重大影响, 一般灯用石英玻璃中羟基含量都是很低的, 该羟基含量可用公式(2)我们采用Nicolet Avatar 360 型付里叶红外光谱仪对一块低羟基含量石英玻璃进行测量, 由于红外光谱法测定玻璃中的羟基含量需要已知羟基含量的校准标准。

傅里叶变换红外光谱测量熔石英中宽范围的Si―OH含量

含量大于８．１７ × １０的样品，可优化测量精度和扩大测量动态范围，实现２ｍｍ厚度时熔石英（Ｏ．４－１００００）ｘｌ０大范围
Ｓｉ — ＯＨ含量测量。
关键词：傅里叶变换红外光谱；熔石英；Ｓｉ —ＯＨ；测量动态范围
ｍｅｎｔｏｆｆｕｓｅｄｓｉｌｉｃａｏｐｔｉｃｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｉｓＩｎｌｆｕｅｎｃｅｄｂｙｗａｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂａｎｄｓｉｎｌｏｗＳｉ — ＯＨｃｏｎｔｅｎｔｓａｍｐｌｅｓａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎｈｉｇｈＳｉ — ＯＨｃｏｎｔｅｎｔｓａｍｐｌｅｓ．Ｉｅａｄｉｎｇｔｏｌｉｍｉｔｅｄｍｅａｓｕｒｅ —
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
ＪｉａｎｇｎｉｎｇＺｈｏｕ，ａｎｄＢｉｎｃｈｅｎｇＬｉ，。
ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０２０９，Ｃｈｉｎａ；。ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅ

石英管中的羟基

石英管中的羟基溶解在石英玻璃中的水称为羟基。

羟基是石英玻璃中的主要杂质，影响羟基含量的主要因数是原料，工艺和加工方法。

随着石英玻璃中羟基含量的变化，石英玻璃的性能也发生变化。

随着羟基含量增加，石英玻璃的粘度，密度，折射率减小，红外吸收，膨胀系数增加。

脱羟根据羟基在石英玻璃中的表现，可以把石英玻璃分成两类，一类是氧化气氛生产的石英玻璃；另一类是还原气氛熔化的石英玻璃，前者的羟基用加热的方法难以去掉，后者容易脱掉。

氧化气氛生产的的石英玻璃有：（1）合成石英玻璃，四氯化硅在氢氧焰中热解，羟基含量1000--2000ppm左右。

（2）气炼石英玻璃：氢氧焰熔化石英粉，羟基含量100-200ppm。

（3）等离子法石英玻璃：用等离子焰熔化石英粉，基含量20-30ppm。

（4）熔石英：空气气氛下，熔化石英粉，羟基含量300-500ppm。

这类石英玻璃的羟基用热处理方法难以脱掉，一直加热到1350度，析晶温度以上时，才可以明显的脱羟。

还原气氛熔化的石英玻璃：在氢气气氛下熔化的石英玻璃，羟基含量100-200ppm；在900度以上加热，可以脱掉大部分羟基。

在氦气或真空中熔化的石英玻璃羟基含量很少（5ppm以下）。

氢气气氛熔化的石英玻璃中的羟基和以下因数有关：（1）和原料性能有关a 溶解水；b 结晶水；c 间隙水；b 表面吸附水；e 气液包裹体；（2）和原料杂质含量和种类有关a 碱金属氧化物；b 碱土金属氧化物；c 稀土氧化物（3）和熔化条件有关温度；时间；气氛（4）和脱羟条件有关环境，真空度；时间；温度氧化气氛熔化的石英玻璃再在氢气气氛中二次熔化，块料（2*10*20mm）熔化后，羟基在2.73微米的吸收峰没有变化，羟基仍旧难以脱掉；说明熔化温度不是造成两种玻璃脱羟性能差别的原因。

粉状氧化气氛熔化的石英玻璃（粒度0.2—0.05mm）在氢气气氛中二次熔化后羟基在2.73微米的吸收峰有明显变化，羟基容易脱掉，性能接近于氢气气氛熔化的石英玻璃。

石英玻璃中羟基含量的准确测定

石英玻璃中羟基含量的准确测定①孙育斌欧阳葆华(武汉工业大学测试中心　430070) (荆州市石英玻璃总厂　434001)摘要　介绍了石英玻璃的优良性能及其功效,分析了试样中羟基(OH-)对产品质量的严重影响。

作者经过大量实验,摸索出了用红外光谱技术对石英玻璃中的羟基含量进行定量测定的方法,此法准确度高、重现性好、简便快速。

关键词　石英玻璃　羟基　红外光谱Precise Determination of H ydroxy in Q u artz G lassS un Y ubi n(Center of Material Research and Analysis,Wuhan University of Technology)O uyang B aohua(Jingzhou Quartz G lass Factory)Abstract　The excellent performance and function of quartz glass and the significant influence of hy2 droxy on product’s quality were reported in this paper.quartitative method of hydroxy in quartz glass was re2 searched by IR.It was accurate,repeatable and rapid.K ey w ords　Quartz glass Hydroxy Infrared spectrum1　引言石英玻璃是由单纯的二氧化硅组成的玻璃,具有一系列优良的物理、化学性质。

石英玻璃的生产按工艺方法的不同可分为4种:真空常压法、真空加压法、电炉连续熔融法(简称连熔法)和气炼法。

真空常压、真空加压法由于成本高而极少使用;电炉连熔法具有产量大、产品规格一致、原材料消耗低、生产周期长的特点,目前,已成为我国电光源行业的常用方法。

石英羟基含量测试

石英羟基含量测试
石英是一种硬度很高的矿物，主要成分是二氧化硅（SiO2）。

然而，石英也可能含有微量的杂质元素和结构缺陷，其中羟基（-OH）是常见的杂质之一。

羟基的存在会影响石英的性质，例如它的红外光谱特性，因此测量石英中羟基的含量对于材料科学和地球化学研究非常重要。

测试石英中羟基含量的常用方法包括：
1. X射线衍射（XRD）：X射线衍射技术可以用来鉴定石英的晶体结构，并且能够提供关于晶体中硅氧四面体排列的信息。

2. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）：羟基在石英结构中的存在会导致特定的红外吸收峰。

FTIR光谱分析可以检测这些吸收峰，从而推算出羟基的含量。

3. 核磁共振（NMR）：虽然不太常用于测定石英中羟基含量，但NMR技术可以用来研究含有氢原子的杂质，例如自然丰度的氘（重氢）。

4. 热释光测年（TL）/热发光测年（OSL）：这些技术
通常用于考古样品的年龄测定，但它们也可以间接揭示石英中羟基的含量，因为羟基的存在会影响矿物的辐射敏感性。

5. 电子顺磁共振（EPR）：EPR可以检测含有未成对电子的物质，有时也可以用来研究含有羟基的石英样品。

6. 拉曼光谱：拉曼光谱分析可以提供有关晶体结构和杂质的化学状态的信息，包括羟基的存在。

在实际操作中，选择哪种测试方法取决于样品的类型、所需的精度以及实验室的设施。

通常，FTIR是测定石英中羟基含量最常用的方法，因为它既快速又灵敏。

然而，对于一些特殊的研究目的，可能需要综合使用多种技术来获得最准确的结果。

石英玻璃的红外光谱

石英玻璃的红外光谱
在红外光谱中，石英玻璃表现出了一些特征峰和吸收带。

其中，在4-5微米范围内，石英玻璃表现出了强烈的吸收峰，这与其分子
结构中的Si-O 键振动有关。

此外，在8-14微米范围内，石英玻璃
也表现出了一些吸收带，这与其分子结构中的O-Si-O 弯曲振动和
Si-O-Si 弯曲振动有关。

石英玻璃的红外光谱特性对于其在红外光学、光纤通信、激光
技术等领域的应用具有重要意义。

通过研究石英玻璃的红外光谱特性，可以更好地了解其结构和性能，为其在各种领域的应用提供理
论基础和技术支持。

总的来说，石英玻璃的红外光谱特性主要集中在2.5-25微米的
波长范围内，其吸收峰和吸收带与其分子结构中的振动模式密切相关，对于材料的研究和应用具有重要意义。

石英玻璃及原料中羟基的研究

石英玻璃及原料中羟基的研究
石英玻璃是一种由石英（二氧化硅）为主要成分的无机非晶态材料。

在石英玻璃中，羟基（OH）是非常重要的原料和组成部分。

羟基通常以氢氧根（OH-）的形式存在。

研究石英玻璃及其原料中羟基的工作主要包括以下几个方面：
1. 羟基含量分析：羟基含量可以通过取样或者化学方法分析得到。

常用的分析方法包括红外光谱分析、核磁共振和质谱等技术。

2. 羟基的来源：羟基在石英玻璃中主要来自于原料中的水分或其他有机物的氧化产物。

研究羟基的来源可以通过分析原料中的含水量或者通过追踪有机物的转化过程来实现。

3. 羟基对石英玻璃性能的影响：羟基含量和分布在很大程度上影响了石英玻璃的物理和化学性质，如硬度、透明度和化学稳定性等。

研究羟基与石英玻璃性能之间的关系，有助于理解和改善石英玻璃材料的性能。

4. 羟基与应用的相关性：羟基在石英玻璃中的存在对不同应用有不同的影响。

例如，在光学领域中，羟基可以影响石英玻璃的折射率和散射特性；在电子和光电领域中，羟基可以影响石英玻璃的电学和光学性能。

研究羟基在不同应用中的作用，对于优化石英玻璃的性能具有重要意义。

总的来说，研究石英玻璃及其原料中羟基的工作有助于深入理
解石英玻璃的性质和应用，并为改进和开发新型石英玻璃材料提供科学依据。

康宁7980羟基含量

康宁7980羟基含量1. 引言康宁7980是一种高纯度石英玻璃，具有出色的物理和化学性质，广泛应用于光学、电子、光纤通信等领域。

羟基含量是评估康宁7980材料质量的重要指标之一。

本文将详细介绍康宁7980羟基含量的测定方法、影响因素以及其在实际应用中的意义。

2. 测定方法2.1 羟基含量的定义羟基含量是指材料中羟基（OH）的浓度，通常以ppm（百万分之一）为单位表示。

2.2 羟基含量的测定方法测定康宁7980羟基含量有多种方法，其中比较常用的是红外吸收光谱法和核磁共振法。

2.2.1 红外吸收光谱法红外吸收光谱法是通过测定样品在特定波长范围内对红外辐射的吸收程度来推断其中羟基含量。

该方法简单快速，但需要专业仪器设备和经验丰富的操作人员。

2.2.2 核磁共振法核磁共振法利用样品中氢原子核的信号来确定羟基含量。

该方法准确性高，但需要较长的测试时间和复杂的操作步骤。

3. 影响因素3.1 材料纯度康宁7980材料的纯度对羟基含量有很大影响。

高纯度的材料通常羟基含量较低，而杂质可能会引入额外的羟基。

3.2 制备工艺制备康宁7980材料的工艺条件也会对羟基含量产生影响。

不同的制备工艺可能导致不同程度的羟基形成。

3.3 环境条件环境条件如温度、湿度等也可能对康宁7980材料中羟基含量产生影响。

高温、高湿环境可能导致羟基生成或分解，从而改变其含量。

4. 应用意义康宁7980羟基含量在实际应用中具有重要意义：4.1 光学领域康宁7980作为光学材料，其光学性能直接受到羟基含量的影响。

较低的羟基含量可以提高材料的透明度和光学传输性能。

4.2 电子领域在电子器件中，康宁7980常用于制作半导体衬底。

羟基含量的控制可以影响材料的电学性能和表面特性，从而影响器件的性能和可靠性。

4.3 光纤通信领域康宁7980也广泛应用于光纤通信领域。

羟基含量的控制对光纤的损耗、色散等参数有重要影响，直接关系到光纤通信系统的性能。

5. 结论康宁7980羟基含量是评估该材料质量的重要指标之一。

石英玻璃中羟基含量的红外光谱法测量

石英玻璃中羟基含量的红外光谱法测量
郭典清;刘木清
【期刊名称】《照明工程学报》
【年(卷),期】2007(18)2
【摘要】文章简要介绍了石英玻璃灯管中羟基含量多少对灯管质量的影响.并用傅里叶红外光谱仪通过实验测出石英玻璃吸收光谱图,然后用国家标准计算法和通用电气公司方法分别计算羟基含量并做出比较.
【总页数】3页(P17-19)
【作者】郭典清;刘木清
【作者单位】复旦大学电光源研究所,上海,200433;复旦大学电光源研究所,上海,200433
【正文语种】中文
【中图分类】TU1
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