տուն
Նյութեր
Քվարցային ապակի հալված տարբեր տեսակի մաքուր բնական քվարցով
Քվարց ապակու կառուցման առանձնահատկությունը
Մաքուր քվարցային ապակին կազմված է մեկ սիլիցիումի (SiO2) բաղադրիչից, և քվարցային ապակու Si-O կապերը դասավորված են կարճաժամկետ կարգավորված և երկարաժամկետ անկարգությունների վիճակում: Si-ի կապի ուժեղ և կայուն էներգիայի շնորհիվ: O կապ, քվարց ապակին ունի փափկացման բարձր ջերմաստիճան, գերազանց սպեկտրային հաղորդունակություն, ջերմային ընդարձակման և հաղորդունակության շատ ցածր գործակից, շատ բարձր քիմիական կայունություն, ճառագայթման դիմադրություն և երկարատև աշխատանքային կյանքի առանձնահատկություններ ծայրահեղ պայմաններում:
Օպտիկական հատկություն
Քվարցային ապակին ունի մի շարք գերազանց օպտիկական հատկություններ: Համեմատած սովորական ապակու հետ՝ բարձր մաքրության քվարց ապակին ունի լավ հաղորդունակություն չափազանց լայն սպեկտրում հեռավոր ուլտրամանուշակագույնից (160 նմ) մինչև հեռավոր ինֆրակարմիր (5 մկմ), որը հասանելի չէ ընդհանուր օպտիկական ապակիներում: Գերազանց սպեկտրային հաղորդունակությունը և օպտիկական միատեսակությունը դարձնում են քվարցային ապակին լայնորեն օգտագործվում կիսահաղորդչային լիտոգրաֆիայում և ճշգրիտ օպտիկական սարքերում: Բացի այդ, քվարց ապակին ունի լավ ճառագայթման դիմադրություն, ճառագայթադիմացկուն քվարցային ապակին լայնորեն օգտագործվել է որպես տիեզերանավերի պատուհանի նյութ, պաշտպանիչ ծածկոցներ տիեզերական լաբորատորիայի հիմնական բաղադրիչները.
Մեխանիկական հատկություն
Քվարցային ապակին նման է սովորական ապակիներին, դրանք փխրուն են և կարծր նյութ։ Ինչպես սովորական ապակիները, քվարցային ապակու ամրության պարամետրերի վրա ազդում են բազմաթիվ գործոններ: Այդ թվում՝ մակերեսի վիճակը, երկրաչափությունը և փորձարկման մեթոդը: Թափանցիկ քվարցային ապակու սեղմման ուժը ընդհանուր առմամբ 490 ~ 1960 ՄՊա է, առաձգական ուժը 50 ~ 70 ՄՊա է, ճկման ուժը 66 ~ 108 ՄՊա է, իսկ ոլորման ուժը մոտ 30 ՄՊա է:
Էլեկտրական հատկություններ
Քվարց ապակին հիանալի էլեկտրական մեկուսիչ նյութ է: Սովորական ապակու համեմատ քվարցային ապակին ավելի բարձր դիմադրողականություն ունի, իսկ սենյակային ջերմաստիճանում քվարցային ապակու դիմադրողականությունը հասնում է մինչև 1,8×1019Ω∙սմ: Բացի այդ, քվարց ապակին ունի ավելի բարձր քայքայման լարում (մոտ 20 անգամ, քան սովորական ապակին) և ավելի ցածր դիէլեկտրական կորուստ: Քվարցային ապակու դիմադրողականությունը փոքր-ինչ նվազել է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, իսկ անթափանց քվարցային ապակու դիմադրողականությունը ավելի ցածր է եղել, քան թափանցիկ քվարց ապակի:
Ջերմային հատկություն
Քանի որ քվարցային ապակին գրեթե բոլոր ուժեղ Si-O կապն է, դրա փափկման ջերմաստիճանը շատ բարձր է, և երկարաժամկետ աշխատանքային ջերմաստիճանը կարող է հասնել 1000℃: Բացի այդ, քվարցային ապակու ջերմային ընդլայնման գործակիցը ամենացածրն է սովորական արդյունաբերական ապակու մեջ: , և դրա գծային ընդլայնման գործակիցը կարող է հասնել 5×10-7/℃։ Հատուկ մշակված քվարցային ապակին կարող է նույնիսկ հասնել զրոյական ընդլայնման: Քվարցային ապակին ունի նաև ջերմային ցնցումների շատ լավ դիմադրություն, նույնիսկ եթե կարճ ժամանակահատվածում այն բազմիցս զգալ ջերմաստիճանի մեծ տարբերություն, այն չի ճաքի: Այս հիանալի ջերմային հատկությունները քվարցային ապակին դարձնում են անփոխարինելի բարձր ջերմաստիճանի և ծայրահեղ աշխատանքային միջավայրերում:
Բարձր մաքրության քվարց ապակին կարող է օգտագործվել կիսահաղորդչային արդյունաբերության չիպերի արտադրության մեջ, օպտիկական մանրաթելերի արտադրության համար օժանդակ նյութեր, արդյունաբերական բարձր ջերմաստիճանի վառարանների դիտման պատուհաններ, բարձր հզորության էլեկտրական լույսի աղբյուրներ և տիեզերական մաքոքի մակերեսը որպես ջերմամեկուսիչ շերտ: Ջերմային ընդլայնման չափազանց ցածր գործակիցը նաև թույլ է տալիս քվարցային ապակին օգտագործել ճշգրիտ գործիքներում և մեծ աստղագիտական աստղադիտակների համար նախատեսված ոսպնյակների նյութերում:
Քիմիական հատկություններ
Քվարց ապակին շատ լավ քիմիական կայունություն ունի: Ի տարբերություն այլ առևտրային ապակիների, քվարց ապակին քիմիապես կայուն է ջրի նկատմամբ, հետևաբար, այն կարող է օգտագործվել ջրի թորման սարքերում, որոնք պահանջում են ջրի շատ բարձր մաքրություն: Քվարց ապակին ունի գերազանց թթվային և աղի դիմադրություն, հետևաբար, այն կարող է օգտագործվել ջրի թորման սարքերում, որոնք պահանջում են ջրի շատ բարձր մաքրություն: Քվարց ապակին ունի գերազանց թթվային և աղի դիմադրություն, բացառությամբ հիդրոֆտորաթթվի, ֆոսֆորաթթվի և հիմնային աղի լուծույթների, այն չի փոխազդում թթուների և աղի լուծույթների մեծ մասի հետ: Թթվային և աղի լուծույթների համեմատ քվարց ապակին ունի թույլ ալկալային դիմադրություն և բարձր ջերմաստիճանի դեպքում արձագանքում է ալկալային լուծույթների հետ: Բացի այդ, քվարցային ապակին և օքսիդների, մետաղների, ոչ մետաղների և գազերի մեծ մասը չեն արձագանքում նորմալ ջերմաստիճանում: Չափազանց բարձր մաքրությունը և լավ քիմիական կայունությունը քվարց ապակին հարմար են դարձնում կիսահաղորդչային արտադրության բարձր արտադրական պայմաններով միջավայրերում օգտագործելու համար:
Այլ հատկություններ
Անթափանցելիություն. քվարցային ապակու կառուցվածքը շատ հանգիստ է, և նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն թույլ է տալիս որոշակի գազերի իոններին ցրվել ցանցով: Նատրիումի իոնների տարածումն ամենաարագն է: Քվարցային ապակու այս կատարումը հատկապես կարևոր է օգտագործողների համար, օրինակ, երբ քվարցային ապակին օգտագործվում է որպես բարձր ջերմաստիճանի կոնտեյներ կամ դիֆուզիոն խողովակ կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ՝ շնորհիվ կիսահաղորդչային նյութի բարձր մաքրության, քվարցի հետ շփվող հրակայուն նյութի։ ապակին որպես վառարանի երեսպատում պետք է նախապես մշակվի բարձր ջերմաստիճանի և մաքրման միջոցով՝ հեռացնելով կալիումի և նատրիումի ալկալային կեղտերը, այնուհետև կարելի է օգտագործել քվարցային ապակու մեջ:
Քվարց ապակու կիրառում
Որպես կարևոր նյութ՝ քվարցային ապակին լայնորեն կիրառվում է օպտիկական հաղորդակցության, օդատիեզերական, էլեկտրական լույսի աղբյուրի, կիսահաղորդչային, օպտիկական նոր տեխնոլոգիաների մեջ։
1. Օպտիկական հաղորդակցության դաշտ. քվարց ապակին օժանդակ նյութ է օպտիկամանրաթելային հավաքովի ձողերի և օպտիկամանրաթելային գծագրման արտադրության համար, որը հիմնականում ծառայում է բազային կայանների փոխկապակցման շուկային, և 5G դարաշրջանի գալուստը օպտիկական մանրաթելերի շուկայում հսկայական պահանջարկ է բերել:
2. Նոր լույսի ասպեկտ՝ բարձր ճնշման սնդիկի լամպ, քսենոնային լամպ, վոլֆրամի յոդիդ լամպ, թալիումի յոդիդ լամպ, ինֆրակարմիր լամպ և մանրէասպան լամպ:
3. Կիսահաղորդչային ասպեկտ. Քվարցային ապակին անփոխարինելի նյութ է կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի արտադրության գործընթացում, ինչպիսիք են աճեցված գերմանիումը, սիլիցիումի մեկ բյուրեղյա կարասը, վառարանի միջուկի խողովակը և զանգի բանկա... և այլն:
4. Նոր տեխնոլոգիաների ոլորտում՝ ձայնի, լույսի և էլեկտրաէներգիայի գերազանց կատարմամբ, ռադարի վրա ուլտրաձայնային հետաձգման գիծ, ինֆրակարմիր հետագծման ուղղության հայտնաբերում, պրիզմա, ինֆրակարմիր լուսանկարչության ոսպնյակ, կապ, սպեկտրագրիչ, սպեկտրոֆոտոմետր, մեծ աստղագիտական աստղադիտակի արտացոլող պատուհան։ , բարձր ջերմաստիճանի շահագործման պատուհան, Ռեակտորներ, ռադիոակտիվ կայանքներ; Հրթիռներ, հրթիռների քթի կոն, վարդակներ և ռադոմ, արհեստական արբանյակների ռադիոմեկուսացման մասեր; թերմոբալանսը, վակուումային կլանման սարքը, ճշգրիտ ձուլումը... և այլն:
Քվարցային ապակին օգտագործվում է նաև քիմիական արդյունաբերության, մետաղագործության, էլեկտրականության, գիտական հետազոտությունների և այլ ոլորտներում: Քիմիական արդյունաբերության մեջ կարող է կատարել բարձր ջերմաստիճանի թթվային դիմացկուն գազի այրում, հովացման և օդափոխման սարքեր; Պահպանման սարք; Թորած ջրի, աղաթթվի, ազոտական թթվի, ծծմբաթթվի և այլնի և այլ ֆիզիկական և քիմիական փորձերի պատրաստում: Բարձր ջերմաստիճանի շահագործման դեպքում այն կարող է օգտագործվել որպես էլեկտրական վառարանի միջուկային խողովակ և գազի այրման ռադիատոր: Օպտիկայի մեջ քվարց ապակին և քվարց ապակու բուրդը կարող են օգտագործվել որպես հրթիռային վարդակներ, տիեզերանավի ջերմային վահան և դիտման պատուհան, մի խոսքով, ժամանակակից գիտության և տեխնիկայի զարգացման հետ մեկտեղ քվարց ապակին ավելի լայն կիրառություն է գտել տարբեր ոլորտներում:
Քվարց ապակու կիրառման տարածքները
Գերազանց ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով քվարց ապակին լայնորեն օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի, մաքուր, կոռոզիոն դիմադրության, լույսի փոխանցման, զտման և այլ հատուկ բարձր տեխնոլոգիական արտադրանքի արտադրության գործընթացի միջավայրում, անփոխարինելի կարևոր նյութ է կիսահաղորդչային, օդատիեզերական, օպտիկական հաղորդակցության ոլորտներում:
Կիսահաղորդչային դաշտ
Կիսահաղորդչային քվարցային ապակյա արտադրանքները կազմում են քվարցային ապակու արտադրանքի շուկայի 68%-ը, իսկ կիսահաղորդչային դաշտը ամենամեծ կիրառման դաշտն է քվարցային ապակու ներքևի շուկայում: Քվարցային ապակու նյութերն ու արտադրանքները լայնորեն օգտագործվում են կիսահաղորդչային չիպերի արտադրության գործընթացում և պահանջվում են սարքեր և խոռոչի ծախսվող նյութեր տեղափոխել կիսահաղորդչային փորագրման, դիֆուզիայի, օքսիդացման գործընթացների համար:
Օպտիկական հաղորդակցության դաշտ
Քվարց ձողերը օպտիկական մանրաթելերի արտադրության հիմնական հումքն են: Հավաքովի մանրաթելերի ավելի քան 95% -ը բաժանված է բարձր մաքրության քվարցային ապակու, և շատ քվարցային ապակյա նյութեր սպառվում են մանրաթելային ձողերի պատրաստման և մետաղալարերի գծման արտադրության գործընթացում, ինչպիսիք են ձողերը և քվարցային բաժակները:
Օպտիկան ներկայացվել է
Սինթետիկ քվարց ապակու նյութը օգտագործվում է որպես ոսպնյակներ, պրիզմա, TFT-LCD HD էկրան և IC լուսային դիմակի նյութ՝ բարձրորակ օպտիկական դաշտում:
Քվարցային ապակե արտադրանքները հիմնական սպառվող նյութերն ու հումքն են տարբեր ոլորտներում, որոնք սահմանափակում են արտադրանքի արտադրությունը ներքևի արդյունաբերության մեջ, և ներկայումս այլընտրանքային արտադրանք չկա, ուստի քվարց ապակու պահանջարկը երկարաժամկետ է: Արդյունաբերության ներքևի հատվածում, հատկապես կիսահաղորդչային և ֆոտոգալվանային արդյունաբերության արագացված զարգացմամբ, կվարցային ապակու արդյունաբերության բարգավաճումը կշարունակի աճել:
| Ֆլեյմի միաձուլված քվարց | Էլեկտրական միաձուլված քվարց | Անթափանց քվարց | Սինթետիկ քվարց | ||
| Մեխանիկական հատկություններ | Խտությունը (գ/սմ3) | 2.2 | 2.2 | 1,95-2,15 | 2.2 |
| Յանգի մոդուլը(Gpa) | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Պուասոնի հարաբերակցությունը | 0.17 | 0.17 | 0.17 | ||
| Կռում St reng th(ՄՊա) | 65-95 թթ | 65-95 թթ | 42-68 թթ | 65-95 թթ | |
| Կոմպրեսիվ St reng th(ՄՊա) | 1100 թ | 1100 թ | 1100 թ | ||
| Առաձգական ուժ(ՄՊա) | 50 | 50 | 50 | ||
| Շրջադարձային Սբ միշտ թ(ՄՊա) | 30 | 30 | 30 | ||
| Մոհսի կարծրություն(ՄՊա) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Պղպջակների տրամագիծը(pm) | 100 | ||||
| Էլեկտրական հատկություններ | Դիէլեկտրական հաստատուն (10 ԳՀց) | 3.74 | 3.74 | 3.74 | 3.74 |
| Կորստի գործակից (10 ԳՀց) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Dielec trie St reng th(Վ/մ) | 3.7X107 | 3.7X107 | 3.7X107 | 3.7X107 | |
| Դիմադրողականություն (20°C) (Q·սմ) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Դիմադրողականություն (1000℃) (Q •սմ) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Ջերմային հատկություններ | Փափկեցման կետ (C) | 1670 թ | 1710 թ | 1670 թ | 1600 թ |
| Հալման կետ (C) | 1150 թ | 1215 թ | 1150 թ | 1100 թ | |
| St Rain Point(Գ) | 1070 թ | 1150 թ | 1070 թ | 1000 | |
| Ջերմային ջերմահաղորդություն(W/M·Կ) | 1.38 | 1.38 | 1.24 | 1.38 | |
| Հատուկ ջերմություն (20℃) (J/KG):·Կ) | 749 թ | 749 թ | 749 թ | 790 թ | |
| Ընդլայնման գործակից (X10-7/K) | ա:25Գ~ 200Գ6.4 | ա:25Գ~ 100Գ5.7 | ա:25Գ~ 200Գ6.4 | ա:25Գ~ 200Գ6.4 | |