Плавленый кварц – аморфное состояние (стеклообразное состояние) оксида кремния (кварца, кремнезема).Это типичное стекло с дальнодействующим беспорядком в его атомном строении.Это обеспечивает его высокую температуру эксплуатации и низкий коэффициент термического расширения за счет трех- сшитая пространственная структура, также известная как синтетический плавленый кварц.
Он отличается от традиционного стекла тем, что не содержит других ингредиентов, которые часто добавляют в стекло для снижения температуры плавления. Поэтому плавленый кварц имеет более высокие рабочие температуры и температуры плавления. Хотя термины плавленый кварц и плавленый кварц используются как синонимы, оптический а термические свойства плавленого кварца превосходят свойства плавленого кварца и других типов стекла из-за его чистоты.По этим причинам он используется в таких областях, как производство полупроводников и лабораторное оборудование.
Свойства плавленого кварца
Использование плавленого кварца в оболочках форм для литья по выплавляемым моделям с каждым годом увеличивается в развитых странах, таких как США и Япония.Он показал очень эффективные результаты в поверхностном слое оболочек форм из кремнезоля.В то же время циркон Этот материал совершил большой прорыв в плане использования и соотношения цены и качества и является идеальным материалом для инженерных применений.
Плавленый кварц обладает рядом полезных свойств, которые делают его идеальным материалом для производства стекла в оптических изделиях, высокотехнологичной продукции и ряде других применений.
химические свойства
Из плавленого кварца получается химически инертное стекло, которое считается имеющим высокий уровень химической чистоты. Это означает, что оно может подвергаться воздействию нескольких различных типов химикатов, используемых в коммерческих, промышленных и лабораторных условиях, без разложения или повреждения. Оно совместимо с большинством другие химикаты, хотя и гидроксид калия, и плавиковая кислота могут его повредить.
Электрические свойства
Стекло из плавленого кварца является электроизоляционным. Его сопротивление меняется в зависимости от температуры в диапазоне от 1018 Ом*см (20 °C) до 1010 Ом*см (400 °C). Оно также обладает хорошими диэлектрическими свойствами и высокочастотными характеристиками, с низким диэлектрическим сопротивлением. постоянные и низкие диэлектрические потери.Из-за большого зазора связи кремний-кислород в структуре материала только ионные примеси в материале могут быть заряженными и проводящими, что делает его чрезвычайно устойчивым.
Механическое поведение
Одним из наиболее уникальных и полезных свойств плавленого кварца является его эластичность.Производители могут создавать гибкие микромеханические компоненты, которые в противном случае столкнулись бы с поломкой или износом во время движения.
Оптические свойства
Плавленый кварц — это высокопрозрачный материал, который можно использовать в диапазоне от ультрафиолета до инфракрасного излучения, охватывая весь спектр видимого света и выходя далеко за его пределы. Производители также могут настраивать поставку деталей, изменяя технологию и уровни чистоты, используемые в производстве. Загрязнения, такие как алюминий, железо и натрий, могут изменить поглощение света.
Тепловые свойства
Плавленый кварц имеет низкий и очень стабильный коэффициент теплового расширения, что делает его отличным выбором материала для компонентов, которые должны быть стабильными в широком диапазоне температур. Это свойство, наряду с превосходной стабильностью размеров, позволяет ему противостоять тепловому удару и любым сопутствующий ущерб.
Применение плавленого кварца
Благодаря своим превосходным свойствам плавленый кварц используется в различных прецизионных производствах в коммерческих, промышленных и лабораторных целях.Некоторые из наиболее распространенных применений включают в себя:
космический челнок и международная космическая станция
Благодаря своей прочности плавленый кварц используется в глубоководных водолазных судах, таких как поплавки и зеркала ходовой части, а также для изготовления окон в пилотируемых космических кораблях.
Химическое и медицинское прецизионное стекло
Компоненты из плавленого кварца могут выдерживать воздействие химикатов и фармацевтических составов, поскольку они химически чисты и устойчивы к химическим и термическим повреждениям.
Электроника/Электронные технологии
Плавленый кварц можно использовать для изготовления изолирующих компонентов, поскольку он не проводит ток, обеспечивает высокую проникающую напряженность поля и низкие электрические потери.
работа при высоких температурах
Поскольку плавленый кварц имеет низкий коэффициент теплового расширения, его можно использовать для изготовления деталей, предназначенных для высокотемпературного применения.
Световые и лазерные технологии
Компоненты плавленого кварца можно использовать для лазерного разделения света.
Компоненты оптической системы
Производители могут производить пропускающую оптику, зеркала, метрологические компоненты и линзы для использования в оптических системах.
Полупроводниковая промышленность
Из-за своей чистоты плавленый кварц обычно используется в полупроводниковых компонентах. сильный ультрафиолетовый свет. СППЗУ можно отличить по прозрачному окну из плавленого кварца, расположенному в верхней части корпуса, через которое виден кремниевый чип.
могут подвергаться воздействию УФ-излучения в процессе стирания.
Плавленый кварц обладает почти идеальными свойствами для изготовления рентгеновских зеркал, например тех, которые используются в телескопах.Материал ведет себя предсказуемо и позволяет производителям оптики создавать очень гладкую полировку на поверхностях и получать желаемый рисунок с меньшим количеством итераций испытаний.В некоторых случаях высокая точность Плавленый кварц с УФ-классом использовался для производства нескольких отдельных элементов линз без покрытия для объективов специального назначения, включая Zeiss 105 мм f/4,3 UV Sonnar (ранее производившийся для камер Hasselblad, и Nikon UV-Nikkor 105 мм f/4,5 (ранее производившийся для камер Hasselblad) в настоящее время продается как объектив Nikon PF10545MF-UV). Эти линзы используются в УФ-фотографии, поскольку кварцевое стекло имеет более низкий коэффициент затухания, чем линзы, изготовленные из более распространенных составов кремневого стекла или кронного стекла.
УФ-гигиена
Плавленый кварц устойчив к высоким температурам и радиации, а УФ-кварцевое стекло можно использовать для изготовления УФ-сантехнического оборудования. Оно также пропускает УФ-излучение, способствуя тем самым дезинфекции.