Mājas
Materiāli
Kvarca stikls izkausēts ar dažāda veida tīru dabisko kvarcu
Kvarca stikla konstrukcijas iezīme
Tīrs kvarca stikls sastāv no viena silīcija dioksīda (SiO₂) komponenta, un Si-O saites kvarca stiklā ir sakārtotas mazā diapazonā un ilgstoši nesakārtotā stāvoklī. Sakarā ar Si-spēcīgo un stabilo saišu enerģiju O bond, kvarca stiklam ir augsta mīkstināšanas temperatūra, lieliska spektrālā caurlaidība, ļoti zems siltuma izplešanās un vadītspējas koeficients, ļoti augsta ķīmiskā stabilitāte, izturība pret starojumu un ilgs kalpošanas laiks ekstremālos apstākļos.
Optiskā īpašība
Kvarca stiklam ir virkne izcilu optisko īpašību. Salīdzinot ar parasto stiklu, augstas tīrības pakāpes kvarca stiklam ir laba caurlaidība ārkārtīgi plašā spektrā no tālās ultravioletās (160 nm) līdz tālajam infrasarkanajam staram (5 μm), kas nav pieejams vispārējā optiskajā stiklā. Lieliskā spektrālā caurlaidība un optiskā viendabīgums padara kvarca stiklu plaši izmantotu pusvadītāju litogrāfijā un precīzās optiskās ierīcēs. Turklāt kvarca stiklam ir laba starojuma izturība, kvarca stikls ar starojuma noturību ir plaši izmantots kā logu materiāls kosmosa kuģiem, aizsargpārsegi Kosmosa laboratorijas galvenās sastāvdaļas.
Mehāniskais īpašums
Kvarca stikls ir līdzīgs parastajam stiklam, tie ir trausli un cieti materiāli. Tāpat kā parastajam stiklam, kvarca stikla stiprības parametrus ietekmē daudzi faktori. Ieskaitot virsmas stāvokli, ģeometriju un testa metodi. Caurspīdīga kvarca stikla spiedes izturība parasti ir 490 ~ 1960 MPa, stiepes izturība ir 50 ~ 70 MPa, lieces izturība ir 66 ~ 108 MPa un griezes izturība ir aptuveni 30 MPa.
Elektriskās īpašības
Kvarca stikls ir lielisks elektroizolācijas materiāls. Salīdzinot ar parasto stiklu, kvarca stikla pretestība ir augstāka, un kvarca stikla pretestība istabas temperatūrā ir pat 1,8 × 1019Ω∙cm. Turklāt kvarca stiklam ir augstāks sabrukšanas spriegums (apmēram 20 reizes lielāks nekā parastajam stiklam) un mazāki dielektriskie zudumi. Kvarca stikla pretestība nedaudz samazinājās, paaugstinoties temperatūrai, un necaurspīdīgā kvarca stikla pretestība bija mazāka nekā stikla pretestība. caurspīdīgs kvarca stikls.
Siltuma īpašums
Tā kā kvarca stiklam ir gandrīz visa stiprā Si-O saite, tā mīkstināšanas temperatūra ir ļoti augsta, un ilgstoša darba temperatūra var sasniegt 1000 ℃. Turklāt kvarca stikla termiskās izplešanās koeficients ir zemākais starp parastajiem rūpnieciskajiem stikliem. , un tā lineārās izplešanās koeficients var sasniegt 5 × 10-7 / ℃. Īpaši apstrādāts kvarca stikls var sasniegt pat nulles izplešanos. Kvarca stiklam ir arī ļoti laba termiskā triecienizturība, pat ja tas īsā laika periodā atkārtoti piedzīvo lielu temperatūras starpību, tas neplaisās. Šīs lieliskās termiskās īpašības padara kvarca stiklu neaizstājamu augstā temperatūrā un ekstremālā darba vidē.
Augstas tīrības kvarca stiklu var izmantot mikroshēmu ražošanā pusvadītāju rūpniecībā, palīgmateriālus optisko šķiedru ražošanai, novērošanas logus rūpnieciskām augstas temperatūras krāsnīm, lieljaudas elektriskos gaismas avotus un kosmosa kuģa virsmu kā siltumizolācijas slāni. .Īpaši zemais termiskās izplešanās koeficients ļauj kvarca stiklu izmantot arī precīzos instrumentos un lēcu materiālos lieliem astronomiskajiem teleskopiem.
Ķīmiskās īpašības
Kvarca stiklam ir ļoti laba ķīmiskā stabilitāte. Atšķirībā no cita komerciālā stikla, kvarca stikls ir ķīmiski stabils pret ūdeni, tāpēc to var izmantot ūdens destilētājos, kuriem nepieciešama ļoti augsta ūdens tīrība. Kvarca stiklam ir lieliska skābju un sāls izturība, tāpēc to var izmantot ūdens destilētājos, kuriem nepieciešama ļoti augsta ūdens tīrība. Kvarca stiklam ir lieliska skābju un sāls izturība, izņemot fluorūdeņražskābes, fosforskābes un bāzes sāls šķīdumus, tas nereaģē ar lielāko daļu skābju un sāls šķīdumu. Salīdzinot ar skābes un sāls šķīdumiem, kvarca stiklam ir vāja sārma izturība un tas augstā temperatūrā reaģē ar sārmu šķīdumiem. Turklāt kvarca stikls un lielākā daļa oksīdu, metāli, nemetāli un gāzes nereaģē normālā temperatūrā. Īpaši augstā tīrības pakāpe un labā ķīmiskā stabilitāte padara kvarca stiklu piemērotu lietošanai vidēs ar augstiem ražošanas apstākļiem pusvadītāju ražošanā.
Citas īpašības
Caurlaidība: Kvarca stikla struktūra ir ļoti atslābināta, un pat augstā temperatūrā tas ļauj noteiktu gāzu joniem izkliedēties tīklā. Nātrija jonu difūzija ir visātrākā. Šī kvarca stikla veiktspēja ir īpaši svarīga lietotājiem, piemēram, ja kvarca stikls tiek izmantots kā augstas temperatūras tvertne vai difūzijas caurule pusvadītāju rūpniecībā, jo pusvadītāju materiāls ir ļoti tīrs, ugunsizturīgais materiāls saskaras ar kvarcu. stikls kā krāsns oderējums ir iepriekš jāapstrādā augstā temperatūrā un jātīra, noņemot kālija un nātrija sārmainus piemaisījumus, un pēc tam to var ievietot kvarca stiklā lietošanai.
Kvarca stikla uzklāšana
Kā svarīgs materiāls kvarca stikls tiek plaši izmantots optiskajā komunikācijā, aviācijā, elektriskajā gaismas avotā, pusvadītājos, jaunās optiskās tehnoloģijās.
1. Optiskās komunikācijas lauks: kvarca stikls ir palīgmateriāls optisko šķiedru saliekamo stieņu ražošanai un optisko šķiedru vilkšanai, galvenokārt apkalpojot bāzes staciju starpsavienojumu tirgu, un 5G laikmeta ierašanās ir radījusi milzīgu tirgus pieprasījumu pēc optiskās šķiedras.
2. Jauns gaismas aspekts: augstspiediena dzīvsudraba lampa, ksenona lampa, volframa jodīda lampa, tallija jodīda lampa, infrasarkanā lampa un baktericīda lampa.
3. Pusvadītāju aspekts: Kvarca stikls ir neaizstājams materiāls pusvadītāju materiālu un ierīču ražošanas procesā, piemēram, audzētais germānija, silīcija monokristāla tīģelis, krāsns kodola caurule un zvana burka ... utt.
4. Jauno tehnoloģiju jomā: ar izcilu skaņas, gaismas un elektrības veiktspēju, ultraskaņas aizkaves līniju uz radara, infrasarkano staru izsekošanas virziena noteikšanu, prizmu, infrasarkanās fotogrāfijas objektīvu, sakarus, spektrogrāfu, spektrofotometru, liela astronomiskā teleskopa atstarojošo logu , augstas temperatūras darbības logs, Reaktori, radioaktīvās iekārtas; Raķetes, Raķešu priekšgala konuss, sprauslas un radoms, Radioizolācijas daļas mākslīgajiem satelītiem; termobalanss, vakuuma adsorbcijas ierīce, precīza liešana ... utt.
Kvarca stikls tiek izmantots arī ķīmiskajā rūpniecībā, metalurģijā, elektriskajā, zinātniskajā pētniecībā un citos aspektos. Ķīmiskajā rūpniecībā var veikt augstas temperatūras skābju izturīgas gāzes sadedzināšanu, dzesēšanas un ventilācijas ierīces; Uzglabāšanas ierīce; Destilēta ūdens, sālsskābes, slāpekļskābes, sērskābes uc sagatavošana, kā arī citi fizikāli un ķīmiski eksperimenti. Augstas temperatūras režīmā to var izmantot kā elektriskās krāsns serdes cauruli un gāzes sadedzināšanas radiatoru. Optikā kvarca stiklu un kvarca stikla vati var izmantot kā raķešu sprauslas, Kosmosa kuģu siltuma vairogu un novērošanas logu, vārdu sakot, attīstoties mūsdienu zinātnei un tehnoloģijām, kvarca stikls ir plašāk izmantots dažādās jomās.
Kvarca stikla pielietojuma zonas
Kvarca stikls ar lieliskām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām tiek plaši izmantots augstas temperatūras, tīras, izturīgas pret koroziju, gaismas caurlaidības, filtrēšanas un citu specifisku augsto tehnoloģiju produktu ražošanas procesa vidē, ir neaizstājams svarīgs materiāls pusvadītāju, kosmosa, optisko sakaru jomās.
Pusvadītāju lauks
Pusvadītāju kvarca stikla izstrādājumi veido 68% no kvarca stikla izstrādājumu tirgus, un pusvadītāju lauks ir lielākā pielietojuma joma kvarca stikla pakārtotajā tirgū. Kvarca stikla materiāli un izstrādājumi tiek plaši izmantoti pusvadītāju mikroshēmu ražošanas procesā, un tie ir nepieciešami, lai pārvadātu ierīces un dobuma palīgmateriālus pusvadītāju kodināšanas, difūzijas un oksidācijas procesiem.
Optiskās komunikācijas lauks
Kvarca stieņi ir galvenais izejmateriāls optisko šķiedru ražošanā. Vairāk nekā 95% saliekamo šķiedru stieņu ir sadalīti augstas tīrības pakāpes kvarca stiklā, un daudz kvarca stikla materiālu tiek patērēts šķiedru stieņu izgatavošanas un stiepļu vilkšanas ražošanas procesā, piemēram, turēšanas stieņos un kvarca kausos.
Optika iesniegta
Sintētiskais kvarca stikla materiāls tiek izmantots kā objektīvs, prizma, TFT-LCD HD displejs un IC gaismas maskas substrāta materiāls augstākās klases optiskajā laukā.
Kvarca stikla izstrādājumi ir galvenie palīgmateriāli un izejvielas dažādās jomās, kas ierobežo produktu ražošanu pakārtotajā rūpniecībā, un pašlaik nav alternatīvu produktu, tāpēc pieprasījums pēc kvarca stikla ir ilgtermiņa. Pakārtotajās nozarēs, jo īpaši paātrinātā pusvadītāju un fotoelementu nozaru attīstībā, kvarca stikla rūpniecības labklājība turpinās pieaugt.
| Ar liesmu kausēts kvarcs | Elektriski kausēts kvarcs | Necaurspīdīgs kvarcs | Sintētiskais kvarcs | ||
| Mehāniskās īpašības | Blīvums (g/cm).3) | 2.2 | 2.2 | 1,95-2,15 | 2.2 |
| Younga modulis(Gpa) | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Puasona koeficients | 0.17 | 0.17 | 0.17 | ||
| Bending St reng th(MPa) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Kompresīvais St reng th(MPa) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Stiepes St reng th(MPa) | 50 | 50 | 50 | ||
| Torsional St vienmēr th(MPa) | 30 | 30 | 30 | ||
| Mosa cietība(MPa) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Burbuļa diametrs(pm) | 100 | ||||
| Elektriskās īpašības | Dielektriskā konstante (10 GHz) | 3.74 | 3.74 | 3.74 | 3.74 |
| Zaudējuma koeficients (10 GHz) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Dielec trie St reng th(V/m) | 3,7 x 107 | 3,7 x 107 | 3,7 x 107 | 3,7 x 107 | |
| Pretestība (20°C) (Q・cm) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Pretestība (1000℃) (Q •cm) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Termiskās īpašības | Mīkstināšanas punkts (C) | 1670. gads | 1710. gads | 1670. gads | 1600 |
| Atkausēšanas punkts (C) | 1150. gads | 1215. gads | 1150. gads | 1100 | |
| St rain Point(C) | 1070 | 1150. gads | 1070 | 1000 | |
| Siltumvadītspēja(W/M・K) | 1.38 | 1.38 | 1.24 | 1.38 | |
| Īpatnējais siltums (20℃) (J/KG・K) | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Izplešanās koeficients (X10).-7/K) | a:25C~200C6.4 | a:25C~100C5.7 | a:25C~200C6.4 | a:25C~200C6.4 | |