Domov
Materiály
Křemenné sklo tavené s různými druhy čistého přírodního křemene
Konstrukční Prvek Křemenného Skla
Čisté křemenné sklo se skládá z jediné složky oxidu křemičitého (SiO₂) a vazby Si-O v křemenném skle jsou uspořádány v uspořádaném stavu krátkého dosahu a neuspořádaném na dlouhé vzdálenosti. Díky silné a stabilní energii vazby Si- O bond, křemenné sklo má vysokou teplotu měknutí, vynikající spektrální propustnost, velmi nízký koeficient tepelné roztažnosti a vodivosti, velmi vysokou chemickou stabilitu, odolnost vůči záření a dlouhou životnost v extrémních podmínkách.
Optická vlastnost
Křemenné sklo má řadu vynikajících optických vlastností. Ve srovnání s běžným sklem má vysoce čisté křemenné sklo dobrou propustnost v extrémně širokém spektru od vzdáleného ultrafialového (160nm) po daleko infračervené (5μm), což není v obecném optickém skle dostupné. Díky vynikající spektrální propustnosti a optické jednotnosti je křemenné sklo široce používáno v polovodičové litografii a přesných optických zařízeních. Kromě toho má křemenné sklo dobrou odolnost vůči záření, křemenné sklo odolné vůči záření bylo široce používáno jako okenní materiál pro kosmické lodě, ochranné kryty pro klíčové součásti vesmírné laboratoře.
Mechanická vlastnost
Křemenná skla jsou na tom podobně jako obyčejná skla, jsou křehkým a tvrdým materiálem. stejně jako u běžného skla jsou pevnostní parametry křemenného skla ovlivněny mnoha faktory. Včetně stavu povrchu, geometrie a zkušební metody. Pevnost v tlaku průhledného křemenného skla je obecně 490~1960MPa, pevnost v tahu je 50~70MPa, pevnost v ohybu je 66~108MPa a pevnost v krutu je asi 30MPa.
Elektrické vlastnosti
Křemenné sklo je vynikající elektroizolační materiál. Ve srovnání s obyčejným sklem má křemenné sklo vyšší měrný odpor a měrný odpor křemenného skla při pokojové teplotě je až 1,8×1019Ω∙cm. Kromě toho má křemenné sklo vyšší průrazné napětí (asi 20krát vyšší než běžné sklo) a nižší dielektrické ztráty. Měrný odpor křemenného skla se s nárůstem teploty mírně klesal a měrný odpor neprůhledného křemenného skla byl nižší než odpor průhledné křemenné sklo.
Tepelná vlastnost
Vzhledem k tomu, že křemenné sklo je téměř celá pevná vazba Si-O, jeho teplota měknutí je velmi vysoká a dlouhodobá pracovní teplota může dosáhnout 1000 ℃. Kromě toho je koeficient tepelné roztažnosti křemenného skla nejnižší mezi běžným průmyslovým sklem. a jeho koeficient lineární expanze může dosáhnout 5×10-7/℃. Speciálně upravené křemenné sklo může dokonce dosáhnout nulové roztažnosti. Křemenné sklo má také velmi dobrou odolnost proti tepelným šokům, i když opakovaně zažívá velký teplotní rozdíl v krátké době, nepraská. Tyto vynikající tepelné vlastnosti činí křemenné sklo nenahraditelným při vysokých teplotách a extrémních pracovních prostředích.
Vysoce čisté křemenné sklo lze použít při výrobě čipů v polovodičovém průmyslu, pomocné materiály pro výrobu optických vláken, pozorovací okna pro průmyslové vysokoteplotní pece, vysoce výkonné elektrické světelné zdroje a povrch raketoplánu jako tepelně izolační vrstva Extrémně nízký koeficient tepelné roztažnosti také umožňuje použití křemenného skla v přesných přístrojích a materiálech čoček velkých astronomických dalekohledů.
Chemické vlastnosti
Křemenné sklo má velmi dobrou chemickou stabilitu. Na rozdíl od jiného komerčního skla je křemenné sklo chemicky stabilní vůči vodě, proto jej lze použít v destilátorech vody, které vyžadují velmi vysokou čistotu vody. Křemenné sklo má vynikající odolnost vůči kyselinám a solím, proto může být použito v destilátorech vody, které vyžadují velmi vysokou čistotu vody. Křemenné sklo má vynikající odolnost vůči kyselinám a solím, kromě roztoků kyseliny fluorovodíkové, kyseliny fosforečné a zásaditých solí nereaguje s většinou kyselin a roztoků solí. Ve srovnání s roztoky kyselin a solí má křemenné sklo špatnou odolnost vůči zásadám a reaguje s roztoky zásad při vysokých teplotách. Kromě toho křemenné sklo a většina oxidů, kovů, nekovů a plynů za normálních teplot nereagují. Díky extrémně vysoké čistotě a dobré chemické stabilitě je křemenné sklo vhodné pro použití v prostředí s vysokými výrobními podmínkami při výrobě polovodičů.
Další vlastnosti
Propustnost: Struktura křemenného skla je velmi uvolněná a i při vysokých teplotách umožňuje iontům určitých plynů difundovat sítí. Difúze sodných iontů je nejrychlejší. Tento výkon křemenného skla je zvláště důležitý pro uživatele, například když se křemenné sklo používá jako vysokoteplotní nádoba nebo difuzní trubice v polovodičovém průmyslu, kvůli vysoké čistotě polovodičového materiálu, žáruvzdorný materiál v kontaktu s křemenem sklo jako vyzdívka pece musí být předem zpracováno vysokou teplotou a čištěním, odstraněním alkalických nečistot draslíku a sodíku, a poté může být použito do křemenného skla.
Aplikace Křemenného Skla
Jako důležitý materiál je křemenné sklo široce používáno v optické komunikaci, letectví, elektrickém světelném zdroji, polovodičích, nových optických technologiích.
1. Optické komunikační pole: křemenné sklo je pomocný materiál pro výrobu prefabrikovaných tyčí z optických vláken a kreslení optických vláken, sloužících především trhu propojení základnových stanic a příchod éry 5G přinesl obrovskou tržní poptávku po optickém vláknu.
2. Nový světelný aspekt: vysokotlaká rtuťová výbojka, xenonová výbojka, wolframová výbojka, jodidová výbojka thalia, infračervená výbojka a germicidní výbojka.
3. Polovodičový aspekt: Křemenné sklo je nepostradatelným materiálem ve výrobním procesu polovodičových materiálů a zařízení, jako je pěstované germanium, kelímek z křemíkového monokrystalu, trubice jádra pece a zvonová nádoba...atd.
4. V oblasti nové technologie: s vynikajícím výkonem zvuku, světla a elektřiny, ultrazvuková zpožďovací linka na radaru, infračervené sledování směru, hranol, čočka infračervené fotografie, komunikace, spektrograf, spektrofotometr, odrazné okno velkého astronomického dalekohledu , vysokoteplotní provozní okno, Reaktory, radioaktivní zařízení; Rakety, Nosní kužel střel, trysky a kryty, Rádiové izolační díly pro umělé satelity; termováha, vakuové adsorpční zařízení, přesné lití...atd.
Křemenné sklo se také používá v chemickém průmyslu, metalurgii, elektrotechnice, vědeckém výzkumu a dalších aspektech. v chemickém průmyslu, může dělat vysoké teploty odolné vůči kyselinám spalování plynu, chladicí a ventilační zařízení; Úložné zařízení; Příprava destilované vody, kyseliny chlorovodíkové, kyseliny dusičné, kyseliny sírové atd. a další fyzikální a chemické experimenty. Ve vysokoteplotním provozu lze použít jako jádrovou trubku elektrické pece a radiátor spalování plynu. V optice lze křemenné sklo a křemennou skleněnou vatu použít jako raketové trysky, tepelný štít kosmické lodi a pozorovací okno, jedním slovem, s rozvojem moderní vědy a technologie, se křemenné sklo široce používá v různých oblastech.
Oblasti použití Křemenného Skla
S vynikajícími fyzikálními a chemickými vlastnostmi je křemenné sklo široce používáno ve vysokoteplotní, čisté, korozivzdorné, propustnosti světla, filtrování a dalších specifických high-tech výrobních procesech, je nepostradatelným důležitým materiálem v oblasti polovodičů, letectví a optických komunikací.
Polovodičové pole
Výrobky z polovodičového křemenného skla představují 68 % trhu s výrobky z křemenného skla a oblast polovodičů je největší aplikační oblastí na navazujícím trhu křemenného skla. Materiály a produkty z křemenného skla jsou široce používány v procesu výroby polovodičových čipů a jsou vyžadovány pro přepravu zařízení a spotřebního materiálu pro dutinky pro polovodičové leptání, difúzi a oxidační procesy.
Optické komunikační pole
Křemenné tyčinky jsou hlavní surovinou pro výrobu optických vláken. Více než 95 % prefabrikovaných vláknitých tyčí je rozděleno na vysoce čisté křemenné sklo a mnoho materiálů z křemenného skla se spotřebuje ve výrobním procesu výroby vláknitých tyčí a tažení drátu, jako jsou přídržné tyče a křemenné poháry.
Optika podána
Materiál ze syntetického křemenného skla se používá jako materiál čočky, hranolu, TFT-LCD HD displeje a substrátu světelné masky IC ve špičkovém optickém poli.
Výrobky z křemenného skla jsou klíčovými spotřebními materiály a surovinami v různých oborech, které omezují výrobu produktů v navazujícím průmyslu a v současné době neexistuje žádný alternativní produkt, takže poptávka po křemenném skle je dlouhodobá. V navazujících odvětvích, zejména v urychleném rozvoji polovodičového a fotovoltaického průmyslu, bude prosperita průmyslu křemenného skla dále narůstat.
| Křemen tavený plamenem | Elektrický tavený křemen | Neprůhledný křemen | Syntetický křemen | ||
| Mechanické vlastnosti | Hustota (g/cm).3) | 2.2 | 2.2 | 1,95-2,15 | 2.2 |
| Youngův modul(Gpa) | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Poissonův poměr | 0,17 | 0,17 | 0,17 | ||
| Ohýbání St reng tl(MPa) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Pevnost v tlaku(MPa) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Tah St reng tl(MPa) | 50 | 50 | 50 | ||
| Torzní St vždy tl(MPa) | 30 | 30 | 30 | ||
| Mohsova tvrdost(MPa) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Průměr bubliny(odpoledne) | 100 | ||||
| Elektrické vlastnosti | Dielektrická konstanta (10 GHz) | 3,74 | 3,74 | 3,74 | 3,74 |
| Ztrátový faktor (10 GHz) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Dielec trie St reng tl(V/m) | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | |
| Odpor：20°C）（Q·cm) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Odpor（1000℃））(Q •cm）) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Tepelné vlastnosti | Bod měknutí (C) | 1670 | 1710 | 1670 | 1600 |
| Žíhací bod (C) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| St rain Point(C) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Tepelná vodivost(W/M·K) | 1,38 | 1,38 | 1.24 | 1,38 | |
| Specifické teplo (20 ℃) (J/KG·K) | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Koeficient rozšíření (X10-7/K) | A:25C~200C6.4 | A:25C~100C5.7 | A:25C~200C6.4 | A:25C~200C6.4 | |