一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法技术

本发明专利技术是关于一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，包括：获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm和/或ε2.73μm；根据第一公式，计算，得到待测石英玻璃中的羟基含量，其中，所述的第一公式为，

【技术实现步骤摘要】
一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法
本专利技术涉及一种玻璃检测领域，特别是涉及一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法。
技术介绍
石英玻璃由于其具有高纯度、低的热导率，极好的抗热振性，很高的变形温度和软化温度，宽的光学透过能力等其它材料所不具备的综合性能，被广泛应用于电光源、红外光学、激光工程和航天工程等多个领域。石英玻璃是由单一[SiO4]组成的玻璃，羟基(OH)是石英玻璃的主要杂质成分，是影响石英玻璃性能的重要因素。应用于电光源领域，羟基含量高将严重影响电光源的使用寿命，因此应控制减小羟基含量；应用于红外光学领域，因羟基在2.73μm处产生强烈吸收，影响红外波段的光谱透过率，因此应控制减小羟基含量；应用于激光工程和航天工程领域，羟基在石英玻璃结构中起到了缓冲的作用，使得玻璃在受到激光或者宇宙射线辐照时，玻璃不易损坏，提高了其抗激光和宇宙射线辐照损伤的能力，因此应控制提高羟基含量，因此，石英玻璃中的羟基含量检测和控制非常重要。GB/T12442-90石英玻璃中羟基含量检测方法是以石英玻璃在2.73μm处的透过率作为测试依据的。从石英玻璃的光谱透过率曲线可以看出石英玻璃的羟基吸收峰在2.73μm处为最大，对羟基含量比较敏感，易于测试，这是标准选定2.73μm波长为测试波长的主要原因，但为了使其吸收峰值在可显示的范围内，此标准规定了测试样品的厚度，其中，合成石英玻璃厚度为0.4-0.7mm，气炼石英玻璃厚度为0.8-3.0mm，电熔石英玻璃厚度为1.6-10.0mm，以使试样在2.73μm处的透过率在10％～80％(吸光度在1.0～0.1)的范围内。因此，为了测试石英玻璃产品的羟基含量，需要对产品进行取样并加工到指定的厚度范围，尤其是合成石英玻璃因其羟基含量较高，在检测合成石英玻璃时，需要将其加工到0.4～0.7mm的厚度，样品非常薄，较难加工，而且取样过程会对产品造成损坏。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，拓宽了对石英玻璃检测样品的厚度限制，使某些产品不需要破坏样品取样就可以测定其羟基含量，该方法在实现无损检测的同时，大大提高了检测效率。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，包括：获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm和/或ε2.73μm；根据第一公式，计算，得到待测石英玻璃中的羟基含量，其中，所述的第一公式为，式中，C为待测石英玻璃的羟基含量，ε为石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm、2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm、ε2.73μm，d为待测石英玻璃的厚度，M为羟基的摩尔质量，ρ为石英玻璃的密度，T0为待测石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm、2.73μm处的基线光谱透过率T0，1.38μm、T0，2.22μm、T0，2.73μm，T为待测石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm、2.73μm处的吸收峰光谱透过率T1.38μm、T2.22μm、T2.73μm。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，其中所述的获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm和/或ε2.73μm中，ε1.38μm的获取方法包括，获取石英玻璃中羟基在2.73μm处的消光系数ε2.73μm；根据第二公式，计算，得到石英玻璃中羟基在1.38μm处的消光系数ε1.38μm，其中，所述第二公式为，式中，T′0，2.73μm为石英玻璃中羟基在2.73μm处的基线光谱透过率，T′2.73μm为石英玻璃中羟基在2.73μm处的吸收峰光谱透过率，T′0，1.38μm为石英玻璃中羟基在1.38μm处的基线光谱透过率，T′1.38μm为石英玻璃中羟基在1.38μm处的吸收峰光谱透过率。优选的，前述的石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，其中所述的获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm和/或ε2.73μm中，ε2.22μm的获取方法包括，获取石英玻璃中羟基在2.73μm处的消光系数ε2.73μm；根据第三公式，计算，得到石英玻璃中羟基在2.22μm处的消光系数ε2.22μm，其中，所述第三公式为，式中，T′0，2.73μm为石英玻璃中羟基在2.73μm处的基线光谱透过率，T′2.73μm为石英玻璃中羟基在2.73μm处的吸收峰光谱透过率，T′0，2.22μm为石英玻璃中羟基在2.22μm处的基线光谱透过率，T′2.22μm为石英玻璃中羟基在2.22μm处的吸收峰光谱透过率。优选的，前述的石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，其中所述的根据第一公式，计算，得到待测石英玻璃中的羟基含量，包括，获取待测石英玻璃的光谱透过率曲线，选择吸收峰峰位2.73μm、2.22μm和1.38μm中T大于或等于1％，且，T0-T大于或等于1％的峰位作为计算峰位，将所述计算峰位的基线光谱透过率、吸收峰光谱透过率、样品厚度和消光系数代入所述的第一公式，计算，得到待测石英玻璃中的羟基含量。根据所述第一公式，计算，得到待测石英玻璃中羟基的含量。借由上述技术方案，本专利技术石英玻璃中羟基含量的无损检测方法至少具有下列优点：1、现有技术中，为了测定石英玻璃中的羟基含量，需要将待测石英玻璃加工(切割、打磨、抛光等方法)至预设厚度范围，然而该预设厚度非常薄，不易加工，且，加工过程中容易对待测石英玻璃造成损坏，测定过程复杂，且增加了羟基含量测定的难度。本专利技术提供的石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，无需将待测石英玻璃加工至预设厚度，即可得到待测石英玻璃中羟基的含量，简化了石英玻璃中羟基含量的测定步骤，降低了羟基含量测定的难度。2、现有技术中，将待测石英玻璃加工至预设厚度范围后对羟基含量进行测定，计算得到的羟基含量为加工后待测石英玻璃中羟基的含量，因此，对待测石英玻璃中羟基含量造成误差。本专利技术提供的石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，无需对待测石英玻璃进行加工，计算得到的羟基含量为实际厚度下石英玻璃中羟基的含量，提高了测定结果的准确性。3、在石英玻璃的性能检测中，通常需要对石英玻璃进行多种参数的检测，且某些参数的检测为破坏性的，如激光损伤阈值检测。现有技术中石英玻璃羟基含量的检测方法，需要制备薄样品，则检测过程为破坏性的，此时将无法获得该样品另一同为破坏性的检测数据，只能采用另一块样品代替测试，因此，对待测样品不同参数的对比造成误差。本专利技术提供的石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，无需对待测石英玻璃进行加工，为无损检测，因此可先进行羟基含量检测，再进行其它破坏性参数检测，测得结果为同一样品数据，提高了测定结果的准确性。4、现有技术中，仅采用石英玻璃中羟基在2.73μm处透过率进行计算。本专利技术提供的羟基含量的测定方法，采用石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的透过率进行计算，克服了现有技术中的偏见。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，其特征在于，包括：获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm和/或ε2.73μm；根据第一公式，计算，得到待测石英玻璃中的羟基含量，其中，所述的第一公式为，

【技术特征摘要】
1.一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，其特征在于，包括：获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm和/或ε2.73μm；根据第一公式，计算，得到待测石英玻璃中的羟基含量，其中，所述的第一公式为，式中，C为待测石英玻璃的羟基含量，ε为石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm、2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm、ε2.73μm，d为待测石英玻璃的厚度，M为羟基的摩尔质量，ρ为石英玻璃的密度，T0为待测石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm、2.73μm处的基线光谱透过率T0，1.38μm、T0，2.22μm、T0，2.73μm，T为待测石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm、2.73μm处的吸收峰光谱透过率T1.38μm、T2.22μm、T2.73μm。2.根据权利要求1所述的一种石英玻璃中羟基含量的无损检测方法，其特征在于：所述的获取石英玻璃中羟基在1.38μm、2.22μm和/或2.73μm处的消光系数ε1.38μm、ε2.22μm和/或ε2.73μm中，ε1.38μm的获取方法包括，获取石英玻璃中羟基在2.73μm处的消光系数ε2.73μm；根据第二公式，计算，得到石英玻璃中羟基在1.38μm处的消光系数ε1.38μm，其中，所述第二公式为，式中，T′0，2.73μm为石英玻璃中羟基在2.73μm处的基线光谱透过率，T′2.73μm为石英玻璃中羟基在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，向在奎，聂兰舰，王宏杰，贾亚男，杜秀蓉，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11