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氣相色譜儀毛細管柱的材料組成和結(jié)構(gòu)

        毛細管柱的材質(zhì)對于制備高質(zhì)量的氣相色譜毛細管柱非常重要。毛細管柱的材料應(yīng)具有化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性好、內(nèi)表面光滑、操作方便等特性。自毛細管氣相色譜柱發(fā)明以來，人們對塑料、銅、鎳、不銹鋼等多種材料進行了研究。目前常用的有玻璃和石英玻璃材料，后者應(yīng)用最為廣泛。
        玻璃和石英玻璃的化學(xué)成分主要是二氧化硅。玻璃中的二氧化硅通常是一個硅原子和四個氧原子結(jié)合成一個四面體。每個二氧化硅四面體通過硅氧鍵形成三維網(wǎng)絡(luò)，從而由硅和氧原子形成不規(guī)則的六元網(wǎng)絡(luò)。戒指。石英玻璃是柔性的，因為Si-O-Si之間的角度很容易改變，而且這種環(huán)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。根據(jù)硅氧鍵角的大小形成不同的異構(gòu)體。石英玻璃的硅氧夾角為150度，是Zui簡單的玻璃類型，通常稱為石英。石英具有高度交聯(lián)的三維結(jié)構(gòu)、高熔點（接近2000°C）和低熱膨脹系數(shù)。石英主要由二氧化硅和極少的金屬氧化物組成。它具有良好的耐化學(xué)性和高拉伸強度，使其能夠被拉制成高質(zhì)量的彈性薄壁毛細管柱。用它制成的毛細管柱通常稱為彈性石英毛細管柱。
        在玻璃生產(chǎn)過程中，常加入各種金屬氧化物來改變物理化學(xué)性質(zhì)。添加Na2O可以切斷Si-O-Si鍵，使玻璃軟化，降低粘度，增加熱膨脹系數(shù)和水中溶解度，降低耐化學(xué)性。添加CaO和MgO可以降低溶解度并增加耐化學(xué)性。通常用作毛細管柱材料的兩種玻璃是鈉鈣玻璃（軟玻璃）和硼硅玻璃（硬玻璃）。 Na2O、CaO、B2O3等氧化物的加入切斷了Si-O-Si鍵，因此這些玻璃的熔點遠低于石英。軟玻璃的熔點約為700℃，硬玻璃比軟玻璃高100～125℃。硬玻璃比軟玻璃強度好，不易碎。軟玻璃是堿性的，因為它含有大量的 Na2O，而硬玻璃是酸性的，因為它含有 B2O3。
        天然石英和人造石英都是毛細管柱的良好材料。天然石英在高溫和真空下可熔化生產(chǎn)熔融石英，純度因石英原料來源而異。如果在過程中應(yīng)注意減少污染。一般情況下，金屬雜質(zhì)含量可小于1×10-4 g/g。熔融石英進一步提純后，金屬雜質(zhì)含量可達5×10-5 g/g。人造石英基本上是純二氧化硅，金屬雜質(zhì)含量小于1×10-6 g/g。