这种Sol-Gel工艺技术使得玻璃管道系统中精确的石英法兰生产制造成为可能，也有可能取代费时费力的热加工和冷加工制造工艺

当对流程工艺技术提出很高的绝缘性和纯净度要求时，则必须使用石英法兰。一种新的生产制造工艺——“石英浇铸”工艺利用合成石英制造出高精度的石英法兰，从而使费时费力的热加工和冷加工石英法兰制造工艺成为“过去时”。

在今天的管道系统中无一例外地会用到连接法兰，而且法兰也是当今流程工业技术中的常用标准技术之一。它在管道系统中构成了可拆卸的连接，并用于安装其他辅助元器件，例如检测和调节元件。在今天的流程设备中，它们的品种数量不少，并在长期的使用过程中逐渐的标准化。

上述有关法兰的情况也适用于玻璃材料的法兰产品。这些玻璃法兰大多数是用硼硅玻璃材料制造，在生物工程技术和医药生产领域以及化工产品生产设备中都得到了广泛的应用。

相应的玻璃法兰生产技术，例如热压工艺或者热成型也在碳纤维模具、工具的帮助下日臻完美，这也使得今天玻璃法兰的价格更加低廉。

但是，在高温环境中、或者在温度变化很大的生产条件下，在腐蚀性介质或者高纯度要求的生产工程，玻璃法兰则是完全不同的一种景象。在这些生产条件下，通常能够选用的都是石英玻璃法兰，至少是在直接接触流程介质的系统中。这些法兰的价格很轻松的就能达到硼硅玻璃的3~6倍。其原因是随着石英玻璃物理性能的提高其生产制造的费用和消耗也大幅度地提高。

当前的技术水平

例如硼硅材料的玻璃工件还能用丙烷火焰加热1000~1200℃，放入成型模中进行热压、成型加工，但这一温度还远远达不到石英玻璃的软化温度1550℃。对于大多数模具材料来讲，这一温度会使得模具的材料开始燃烧、熔化，无法完成玻璃法兰定型的任务。因此，在传统的石英玻璃法兰生产加工中，只能采用热加工和机械加工相结合的生产制造工艺技术，完成石英玻璃法兰的尺寸和形状加工。在生产制造石英玻璃法兰时，要用温度高达2500℃的氢氧火焰和长时间的使用碳纤维工具（石英玻璃管）进行手工制作，直到大体做出所需法兰的形状为止。这一大体成型的石英玻璃法兰毛坯还需在加工中心里利用磨削加工工艺完成内外型和尺寸的精磨，直到完全符合设计要求为止。磨削之后的法兰还是不透明的磨削毛面。因此，还需把石英玻璃法兰重新在氢氧焰中加热，使得磨削时产生的微小磨痕重新熔化，即进行火焰抛光。火焰抛光之后，玻璃法兰才重新呈现出光洁透明的特性。而这种火焰抛光的缺点是玻璃法兰处于热应力状态，应在1100℃的炉内保温大约24h消除应力。由于这一传统的生产过程费时费力，因此石英玻璃法兰的价格一直以来居高不下。

图1 重要的生产阶段（从左至右）：浇注后的石英玻璃法兰，干燥后的石英玻璃法兰（干凝胶）和烧结后的石英玻璃法兰（DN 100）

Soll-Gel溶胶-凝胶工艺技术

而由Silicaglas Ilmenau公司研发成功的石英玻璃法兰制造工艺Sol-Gel溶胶-凝胶技术则是完全不同的思路。在Sol-Gel溶胶-凝胶工艺技术中，人们不是把成型的石英玻璃费时费力地熔化后浇注到成型模具中，最后加压而成；相反是在室温下把液体（Soll溶胶）倒入成型模具中，然后加压得到几何尺寸和精度都很高的合成石英玻璃法兰（Gel溶凝胶）产品。

石英玻璃由纯度为99.5%以上的二氧化硅材料制成。Sol-Gel溶胶-凝胶工艺技术就是基于液态弥散状的、高纯度纳米级的二氧化硅。这些液态弥散状的Soll溶胶状的微粒浇注到成型模具中，让它们进行化学反应，能够在室温和室内大气压的环境中很快的开始凝固。这些二氧化硅微粒结合成为三维的网状结构，形成与模具内部形状相同的稳定的Gel凝胶。在这一过程中，凝胶化的溶胶显示出了自己独到的特性。在凝胶化开始后，凝固的石英玻璃法兰有所收缩。这非常有利于脱模，使得浇注成型后的石英玻璃法兰能够自动从模具中脱落下来。另一方面，应在凝胶状的石英玻璃法兰继续收缩固化之前迅速地把模具中的型芯取出。脱模后尚显略微湿润的凝胶状玻璃法兰在受控的条件下继续干燥固化。在干燥固化阶段，它会在三维尺寸方向都精确的收缩到规定的尺寸要求。在达到一定的干燥程度后，被称之为气凝胶或者干凝胶体的半成品还要在1400℃的温度下烧结成透明的、高纯度的合成石英玻璃，并最终获得精确的产品尺寸和形状。大多数情况下，按照这一工艺技术生产制造出来的石英玻璃产品没有热应力，也无需机械加工。在石英玻璃法兰的生产加工中，有时还需要对法兰密封面的结构型式进行加工（磨削或者机械抛光）。

由于Soll-Gel溶胶-凝胶工艺方法始终使用同一模具，因此其产品的尺寸和形状有着很高的统一性。而它所使用的浇注模具也往往是价格低廉的塑料模具，也可以利用相同的设备简单、方便地加工制造出来。浇注出来的玻璃法兰公差范围为最终尺寸的0.3%~0.5%，是传统工艺方法根本达不到的水平。与此相反，按照传统工艺技术生产石英玻璃法兰时往往在最后的火焰抛光时使得法兰的尺寸发生变化。

利用Soll-Gel溶胶-凝胶工艺技术生产的法兰无需再进行加工。其表面质量达到了微米级的精度，且由模具的表面质量所决定。由于浇注使用的模具可以是高表面质量（高光洁度）的聚碳酸酯或者聚苯乙烯，因此产品法兰也就具有与之相应的表面质量。

放眼未来

利用Soll-Gel溶胶-凝胶技术生产石英玻璃法兰有着非常广泛的用途，因此，不久前Silicaglas Ilmenau公司在KF系列小型法兰中成功引用这一技术之后决定在其他系列的石英玻璃法兰生产中也采用这一技术，例如在板式、盘式、Quickfit法兰系列中利用这一工艺技术。