熱加工・溶融溶接

溶融石英の熱加工・溶融溶接

溶融石英は1683°C付近に軟化点を持ち、火炎による成形、溶接、形状変更が可能です。熱履歴を適切に制御することで、固体材料からの機械加工だけでは作れない複雑な石英アセンブリを製作できます。

対応プロセス

溶融（火炎）溶接

酸水素火炎により石英チューブ、フランジ、容器を気密アセンブリに接合します。接着や機械接合と異なり、溶接部は母材と同じ化学組成となり、同等の純度、耐薬品性、耐熱性を得られます。

仕様	値
Heリーク率	< 1×10⁻⁹ mbar·L/s（標準） / < 1×10⁻¹⁰ mbar·L/s（オプション）
引張強度	母材の≥95%
溶接部純度	金属汚染なし、母材と同等
溶接部肉厚均一性	公称値の±15%
最大チューブ外径	300 mm
最小肉厚	1.5 mm

溶接は清浄なろ過空気環境で実施し、溶接直後にアニールして熱応力を除去します。真空・ガス用途の部品は100%Heリーク試験を行います。

火炎曲げ・チューブ成形

直管は、水素酸素火炎を精密制御して曲げ、フレア、ネック加工、密封端などに成形できます。

加工	達成仕様
チューブ曲げ	角度±1°、曲げ部つぶれなし
フレア	肉厚均一性±10%、外径公差±0.5 mm
ネック加工	外径公差±0.3 mm
密封アンプル	Heリーク率 < 1×10⁻⁹ mbar·L/s

アニール・応力除去

加工、火炎成形、溶接後の石英部品には残留応力が生じる場合があります。制御雰囲気炉で高温アニールを行い、複屈折を低減し、使用中のクラックリスクを抑えます。

仕様	標準アニール	光学グレード
温度	1120°C	1120°C（徐冷）
冷却速度	2–5°C/min to 500°C	0.5–1°C/min to 500°C
複屈折	< 10 nm/cm	< 5 nm/cm
残留応力	< 50 psi	< 20 psi

火炎研磨

拡散した水素酸素火炎で石英の最表層を再流動させ、機械接触なしで微小クラックを平滑化します。

仕様	値
粗さ改善	Ra 0.8–1.6 μm → Ra 0.05–0.2 μm
対応形状	チューブ、ロッド、プレート外面
表面純度	砥粒汚染なし
制限	寸法変化±0.05–0.2 mmがあるため厳公差面には不向き

汚染管理と代表製品

超高純度H₂/O₂ガス、ホウ素フリー耐火工具、クリーン対応作業台、後工程の超音波洗浄、必要に応じたICP-OESスポット確認により、火炎加工時の汚染を抑制します。

代表製品には、フランジ付き拡散チューブ、ベルジャー、U字熱交換器、HFグレード洗浄槽、密封光学セル、サイドポート付き反応管があります。