石英玻璃是一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃。由于种类、工艺、原料的不同,国外常常叫做硅酸玻璃、石英玻璃、熔融石英、熔凝石英、合成熔融石英,以及没有明确概念的透明、半透明、不透明石英等。我国统称石英玻璃,
首先,将硅颗粒分散于水中以形成溶胶。形成的溶胶经过预定时间的老化处理。然后,将产生的溶胶倒入塑模进行凝胶化。完成凝胶化之后,从塑模中分离出凝胶并使之干燥。
然后,对干燥的凝胶进行热处理以便从凝胶中除去有机物质。然后,从已去除有机物质的凝胶中进行消除羟基基团的反应,并进行一烧结工艺,从而完成了由石英玻璃制成的外包覆层管。
上面描述的溶胶-凝胶工艺的反应速度取决于凝胶化反应温度、溶胶的组分、pH和溶剂,很难通过控制这些因素来保持反应速度在合适范围内。另外,当模制的凝胶干燥时,会产生许多裂纹,且在烧结中会发生皱缩和裂纹。为了解决这些问题,已经研制了一种干燥控制化学添加剂(DCCA)或一种聚合物粘合剂方法,或再分散方法以及超临界干燥方法。
使用干燥控制化学添加剂(DCCA)的方法从凝胶中把溶剂的蒸发速率的局部差异减少到最低限度,从而在干燥过程中也把样品的局部受力的差异减少到最低限度。其结果。凝胶变硬,因此减少了产生裂纹。
按照再分散方法,干燥的细硅粉,即雾化硅,分散于水中形成溶胶,随后溶胶胶凝了。在胶凝过程中,由于氢键使硅颗粒形成一种附聚物。在附聚物干燥之后,干燥的附聚物经受热工序和研磨工序随后再分散于水中。再分散的产物加以胶凝、模制然后烧结。
然而,上述方法在凝胶的干燥过程中,在防止发生裂纹方面都不是有效的,而且制备过程很复杂。