Dom
Materijali
0102030405
Kvarcno staklo topljeno raznim vrstama čistog prirodnog kvarca
Konstrukcijska karakteristika kvarcnog stakla
Čisto kvarcno staklo se sastoji od jedne komponente silicijum dioksida (SiO₂), a Si-O veze u kvarcnom staklu su raspoređene u kratkom dometu i neuređenom stanju dugog dometa. Zbog jake i stabilne energije veze Si- O veza, kvarcno staklo ima visoku temperaturu omekšavanja, odličnu spektralnu propusnost, vrlo nizak koeficijent toplinske ekspanzije i provodljivosti, vrlo visoku hemijsku stabilnost, otpornost na zračenje i dug radni vijek u ekstremnim uvjetima.
Optical property
Kvarc staklo ima niz odličnih optičkih svojstava. U poređenju sa običnim staklom, kvarcno staklo visoke čistoće ima dobru propusnost u izuzetno širokom spektru od dalekog ultraljubičastog (160 nm) do dalekog infracrvenog (5 μm), što nije dostupno u opštem optičkom staklu. Odlična spektralna propusnost i optička uniformnost čine kvarcno staklo naširoko korištenim u poluvodičkoj litografiji i preciznim optičkim uređajima. Osim toga, kvarcno staklo ima dobru otpornost na zračenje, kvarcno staklo otporno na zračenje naširoko se koristi kao materijal za prozore za svemirske letjelice, zaštitni poklopci za ključne komponente svemirske laboratorije.
Mehanička svojstva
Kvarcno staklo je slično običnom staklu, krt je i tvrdi materijal. Kao i kod običnog stakla, na parametre čvrstoće kvarcnog stakla utječu mnogi faktori. Uključujući stanje površine, geometriju i metodu ispitivanja. Čvrstoća na pritisak prozirnog kvarcnog stakla je općenito 490 ~ 1960 MPa, vlačna čvrstoća je 50 ~ 70 MPa, čvrstoća na savijanje je 66 ~ 108 MPa, a torziona čvrstoća je oko 30 MPa.
Električna svojstva
Kvarc staklo je odličan materijal za električnu izolaciju. U poređenju sa običnim staklom, kvarcno staklo ima veću otpornost, a otpornost kvarcnog stakla na sobnoj temperaturi iznosi čak 1,8×1019Ω∙cm. Osim toga, kvarcno staklo ima veći napon proboja (oko 20 puta veći od običnog stakla) i manji dielektrični gubitak. Otpornost kvarcnog stakla blago se smanjivala s porastom temperature, a otpornost neprozirnog kvarcnog stakla bila je niža od otpornosti kvarcnog stakla. prozirno kvarcno staklo.
Termička svojstva
Budući da je kvarcno staklo gotovo sve jaka Si-O veza, njegova temperatura omekšavanja je vrlo visoka, a dugotrajna radna temperatura može doseći 1000 ℃. Osim toga, koeficijent toplinske ekspanzije kvarcnog stakla je najniži među uobičajenim industrijskim staklom. , a njegov koeficijent linearne ekspanzije može doseći 5×10-7/℃. Posebno obrađeno kvarcno staklo može postići čak i nultu ekspanziju. Kvarc staklo također ima vrlo dobru otpornost na termički udar, čak i ako više puta doživi veliku temperaturnu razliku u kratkom vremenskom periodu, neće puknuti. Ova izvrsna termička svojstva čine kvarc staklo nezamjenjivim u visokim temperaturama i ekstremnim radnim okruženjima.
Kvarc staklo visoke čistoće može se koristiti u proizvodnji čipova u industriji poluprovodnika, pomoćnih materijala za proizvodnju optičkih vlakana, prozora za posmatranje industrijskih visokotemperaturnih peći, električnih izvora svjetlosti velike snage i površine spejs šatla kao sloja toplinske izolacije .Izuzetno nizak koeficijent toplinskog širenja također omogućava korištenje kvarcnog stakla u preciznim instrumentima i materijalima za sočiva za velike astronomske teleskope.
Hemijska svojstva
Kvarc staklo ima veoma dobru hemijsku stabilnost. Za razliku od drugog komercijalnog stakla, kvarcno staklo je kemijski stabilno na vodu, stoga se može koristiti u destilatorima vode koji zahtijevaju vrlo visoku čistoću vode. Kvarc staklo ima odličnu otpornost na kiseline i soli, stoga se može koristiti u destilatorima vode koji zahtijevaju vrlo visoku čistoću vode. Kvarc staklo ima odličnu otpornost na kiseline i soli, osim fluorovodonične kiseline, fosforne kiseline i bazičnih otopina soli, ne reagira s većinom kiselina i otopina soli. U poređenju sa rastvorima kiselina i soli, kvarcno staklo ima slabu alkalnu otpornost i reaguje sa alkalnim rastvorima na visokim temperaturama. Osim toga, kvarcno staklo i većina oksida, metala, nemetala i plinova ne reagiraju na normalnim temperaturama. Izuzetno visoka čistoća i dobra hemijska stabilnost čine kvarcno staklo pogodnim za upotrebu u okruženjima sa visokim proizvodnim uslovima u proizvodnji poluprovodnika.
Ostale nekretnine
Propustljivost: Struktura kvarcnog stakla je vrlo opuštena, pa čak i pri visokim temperaturama omogućava ionima određenih plinova da difundiraju kroz mrežu. Difuzija natrijevih jona je najbrža. Ova karakteristika kvarcnog stakla je posebno važna za korisnike, na primjer, kada se kvarcno staklo koristi kao visokotemperaturna posuda ili difuzijska cijev u industriji poluvodiča, zbog visoke čistoće poluvodičkog materijala, vatrostalnog materijala u kontaktu s kvarcom. staklo kao obloga peći mora se prethodno obraditi visokom temperaturom i čišćenjem, uklanjajući alkalne nečistoće kalijuma i natrijuma, a zatim se može staviti u kvarcno staklo za upotrebu.
Primjena kvarcnog stakla
Kao važan materijal, kvarcno staklo se naširoko koristi u optičkim komunikacijama, vazduhoplovstvu, električnom izvoru svetlosti, poluprovodniku, novoj optičkoj tehnologiji.
1. Optičko komunikacijsko polje: kvarcno staklo je pomoćni materijal za proizvodnju montažnih šipki od optičkih vlakana i izvlačenje optičkih vlakana, uglavnom služeći tržištu interkonekcije baznih stanica, a dolazak ere 5G donio je ogromnu potražnju na tržištu za optičkim vlaknima.
2. Novi svjetlosni aspekt: živina lampa visokog pritiska, ksenonska lampa, volfram jodidna lampa, talijum jodidna lampa, infracrvena lampa i germicidna lampa.
3. Poluprovodnički aspekt: Kvarcno staklo je nezamjenjiv materijal u procesu proizvodnje poluvodičkih materijala i uređaja, kao što su uzgojeni germanij, lonac od silikonskog monokristala, cijev jezgra peći i posuda za zvono... itd.
4. U polju nove tehnologije: sa svojim odličnim performansama zvuka, svjetla i struje, ultrazvučna linija kašnjenja na radaru, infracrveno praćenje smjera, prizma, sočivo infracrvene fotografije, komunikacija, spektrograf, spektrofotometar, reflektirajući prozor velikog astronomskog teleskopa , visokotemperaturni radni prozor, Reaktori, radioaktivne instalacije; Rakete, Nosni konus projektila, mlaznice i radare, Radioizolacijski dijelovi za umjetne satelite; termovaga, uređaj za vakuumsku adsorpciju, precizno livenje...itd.
Kvarc staklo se takođe koristi u hemijskoj industriji, metalurgiji, elektrotehnici, naučnim istraživanjima i drugim aspektima. U hemijskoj industriji, može raditi sagorevanje gasa otpornim na visoke temperature kiseline, uređaji za hlađenje i ventilaciju; Uređaj za pohranu; Priprema destilovane vode, hlorovodonične kiseline, azotne kiseline, sumporne kiseline itd. i drugi fizički i hemijski eksperimenti. U radu na visokim temperaturama može se koristiti kao cijev sa jezgrom električne peći i radijator sa sagorevanjem na gas. U optici se kvarcno staklo i kvarcna staklena vuna mogu koristiti kao raketne mlaznice, toplinski štit za svemirske letjelice i prozor za posmatranje, jednom riječju, s razvojem moderne nauke i tehnologije, kvarcno staklo se sve više koristi u raznim oblastima.
Područja primjene kvarcnog stakla
S odličnim fizičkim i kemijskim svojstvima, kvarcno staklo se široko koristi u visokotemperaturnom, čistom, otpornom na koroziju, prijenosu svjetlosti, filtriranju i drugim specifičnim visokotehnološkim proizvodnim procesima, nezamjenjiv je važan materijal u oblastima poluvodiča, zrakoplovstva, optičkih komunikacija.
Polje poluprovodnika
Proizvodi od poluvodičkog kvarcnog stakla čine 68% tržišta proizvoda od kvarcnog stakla, a polje poluvodiča je najveće polje primjene na tržištu kvarcnog stakla. Materijali i proizvodi od kvarcnog stakla naširoko se koriste u procesu proizvodnje poluvodičkih čipova i potrebni su za nošenje uređaja i potrošnog materijala za šupljine za procese jetkanja, difuzije, oksidacije poluvodiča.
Optičko komunikacijsko polje
Kvarcne šipke su glavna sirovina za proizvodnju optičkih vlakana. Više od 95% montažnih šipki od vlakana podijeljeno je na kvarcno staklo visoke čistoće, a puno materijala od kvarcnog stakla se troši u proizvodnom procesu izrade šipki od vlakana i izvlačenja žice, kao što su šipke za držanje i kvarcne čaše.
Optika uknjižena
Materijal od sintetičkog kvarcnog stakla koristi se kao materijal za sočiva, prizma, TFT-LCD HD ekran i IC svjetlosnu masku u vrhunskom optičkom polju.
Proizvodi od kvarcnog stakla ključni su potrošni materijal i sirovina u različitim oblastima, ograničavajući proizvodnju proizvoda u nizvodnoj industriji, a za sada nema alternativnog proizvoda, pa je potražnja za kvarcnim staklom dugoročna. U nizvodnim industrijama, posebno u ubrzanom razvoju industrije poluvodiča i fotonaponske industrije, prosperitet industrije kvarcnog stakla nastavit će rasti.
| Flame fuzed Quartz | Električni spojeni kvarc | Opaque Quartz | Sintetički kvarc | ||
| Mehanička svojstva | Gustina (g/cm).3) | 2.2 | 2.2 | 1.95-2.15 | 2.2 |
| Youngov modul(Gpa) | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Poissonov omjer | 0.17 | 0.17 | 0.17 | ||
| Bending St reng th(MPa) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Kompresivna snaga(MPa) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Vlačna St reng th(MPa) | 50 | 50 | 50 | ||
| Torsional St uvijek th(MPa) | 30 | 30 | 30 | ||
| Mohs Hardness(MPa) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Bubble Diameter(pm) | 100 | ||||
| Električna svojstva | Dielektrična konstanta (10GHz) | 3.74 | 3.74 | 3.74 | 3.74 |
| Faktor gubitka (10GHz) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Dielec trie St reng th(V/m) | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | |
| Otpornost (20°C) (Q・cm) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Otpornost (1000℃) (Q •cm) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Thermal Properties | Tačka omekšavanja (C) | 1670 | 1710 | 1670 | 1600 |
| Tačka žarenja (C) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| St rain Point(C) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Toplotna provodljivost(W/M・K) | 1.38 | 1.38 | 1.24 | 1.38 | |
| Specifična toplota (20℃) (J/KG・K) | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Koeficijent ekspanzije（X10-7/K) | a:25C~200C6.4 | a:25C~100C5.7 | a:25C~200C6.4 | a:25C~200C6.4 | |