Кућа
Материјали
0102030405
Кварцно стакло топљено разним врстама чистог природног кварца
Конструкцијска карактеристика кварцног стакла
Чисто кварцно стакло се састоји од једне компоненте силицијум диоксида (СиО₂), а Си-О везе у кварцном стаклу су распоређене у кратком домету и неуређеном стању дугог домета. Због јаке и стабилне енергије везе Си- О веза, кварцно стакло има високу температуру омекшавања, одличну спектралну пропусност, веома низак коефицијент топлотног ширења и проводљивости, веома високу хемијску стабилност, отпорност на зрачење и дуг радни век у екстремним условима.
Оптичка својства
Кварцно стакло има низ одличних оптичких својстава. У поређењу са обичним стаклом, кварцно стакло високе чистоће има добру пропусност у изузетно широком спектру од далеког ултраљубичастог (160нм) до далеког инфрацрвеног (5μм), што није доступно у општем оптичком стаклу. Одлична спектрална пропусност и оптичка униформност чине да се кварцно стакло широко користи у полупроводничкој литографији и прецизним оптичким уређајима. Поред тога, кварцно стакло има добру отпорност на зрачење, кварцно стакло отпорно на зрачење широко се користи као прозорски материјал за свемирске летелице, заштитни поклопци за кључне компоненте свемирске лабораторије.
Механичка својства
Кварцно стакло је слично са обичним стаклом, крхки су и тврди материјал. Као и обично стакло, на параметре чврстоће кварцног стакла утичу многи фактори. Укључујући стање површине, геометрију и метод испитивања. Чврстоћа на притисак прозирног кварцног стакла је генерално 490 ~ 1960 МПа, затезна чврстоћа је 50 ~ 70 МПа, чврстоћа на савијање је 66 ~ 108 МПа, а торзиона чврстоћа је око 30 МПа.
Електрична својства
Кварц стакло је одличан електрични изолациони материјал. У поређењу са обичним стаклом, кварцно стакло има већу отпорност, а отпорност кварцног стакла на собној температури је чак 1,8 × 1019Ω∙цм. Поред тога, кварцно стакло има већи напон пропадања (око 20 пута већи од обичног стакла) и мањи диелектрични губитак. Отпорност кварцног стакла је благо опала са порастом температуре, а отпорност непрозирног кварцног стакла је била нижа од отпорности кварцног стакла. провидно кварцно стакло.
Термичка својства
Пошто је кварцно стакло скоро све јака Си-О веза, његова температура омекшавања је веома висока, а дуготрајна радна температура може да достигне 1000℃. Поред тога, коефицијент термичке експанзије кварцног стакла је најнижи међу уобичајеним индустријским стаклом. , а његов коефицијент линеарне експанзије може да достигне 5×10-7/℃. Специјално обрађено кварцно стакло може чак постићи нулту експанзију. Кварц стакло такође има веома добру отпорност на топлотни удар, чак и ако више пута доживи велику температурну разлику у кратком временском периоду, неће пукнути. Ова одлична термичка својства чине кварц стакло незаменљивим у високим температурама и екстремним радним окружењима.
Кварц стакло високе чистоће може се користити у производњи чипова у индустрији полупроводника, помоћних материјала за производњу оптичких влакана, прозора за посматрање индустријских високотемпературних пећи, електричних извора светлости велике снаге и површине спејс шатла као слоја топлотне изолације .Изузетно низак коефицијент топлотног ширења такође омогућава да се кварцно стакло користи у прецизним инструментима и материјалима за сочива за велике астрономске телескопе.
Хемијска својства
Кварцно стакло има веома добру хемијску стабилност. За разлику од другог комерцијалног стакла, кварцно стакло је хемијски стабилно на воду, стога се може користити у дестилаторима воде који захтевају веома високу чистоћу воде. Кварцно стакло има одличну отпорност на киселине и соли, стога се може користити у дестилаторима воде који захтевају веома високу чистоћу воде. Кварц стакло има одличну отпорност на киселине и соли, осим флуороводоничне киселине, фосфорне киселине и базичних раствора соли, не реагује са већином киселина и раствора соли. У поређењу са растворима киселина и соли, кварцно стакло има слабу алкалну отпорност и реагује са алкалним растворима на високим температурама. Поред тога, кварцно стакло и већина оксида, метала, неметала и гасова не реагују на нормалним температурама. Изузетно висока чистоћа и добра хемијска стабилност чине кварцно стакло погодним за употребу у окружењима са високим производним условима у производњи полупроводника.
Остала својства
Пропустљивост: Структура кварцног стакла је веома опуштена, па чак и на високим температурама дозвољава јонима одређених гасова да дифундују кроз мрежу. Дифузија натријумових јона је најбржа. Ова карактеристика кварцног стакла је посебно важна за кориснике, на пример, када се кварцно стакло користи као високотемпературна посуда или дифузиона цев у индустрији полупроводника, због високе чистоће полупроводничког материјала, ватросталног материјала у контакту са кварцом. стакло као облога пећи мора бити претходно обрађено високом температуром и чишћењем, уклањајући алкалне нечистоће калијума и натријума, а затим се може ставити у кварцно стакло за употребу.
Примена кварцног стакла
Као важан материјал, кварцно стакло се широко користи у оптичкој комуникацији, ваздухопловству, електричном извору светлости, полупроводнику, оптичкој новој технологији.
1. Оптичко комуникационо поље: кварцно стакло је помоћни материјал за производњу префабрикованих шипки од оптичких влакана и цртање оптичких влакана, углавном служећи тржишту интерконекције базних станица, а долазак ере 5Г донео је огромну потражњу на тржишту за оптичким влакнима.
2. Нови светлосни аспект: живина лампа високог притиска, ксенонска лампа, волфрам јодидна лампа, талијум јодидна лампа, инфрацрвена лампа и гермицидна лампа.
3. Полупроводнички аспект: Кварцно стакло је незаменљив материјал у процесу производње полупроводничких материјала и уређаја, као што су узгајани германијум, лонац од силицијумског монокристала, цев за језгро пећи и посуда за звоно... итд.
4. У области нове технологије: са својим одличним перформансама звука, светлости и струје, ултразвучна линија кашњења на радару, инфрацрвено праћење правца, призма, сочиво инфрацрвене фотографије, комуникација, спектрограф, спектрофотометар, рефлектујући прозор великог астрономског телескопа , високотемпературни радни прозор, Реактори, радиоактивне инсталације; Ракете, Носни конус пројектила, млазнице и радаре, Делови за радио изолацију за вештачке сателите; термовага, уређај за вакуумску адсорпцију, прецизно ливење... итд.
Кварцно стакло се такође користи у хемијској индустрији, металургији, електротехници, научним истраживањима и другим аспектима. У хемијској индустрији, може радити сагоревање гаса отпорног на високе температуре на киселине, уређаје за хлађење и вентилацију; Уређај за складиштење; Припрема дестиловане воде, хлороводоничне киселине, азотне киселине, сумпорне киселине итд. и други физички и хемијски експерименти. У раду на високим температурама може се користити као цев са језгром електричне пећи и радијатор за сагоревање гаса. У оптици, кварцно стакло и кварцна стаклена вуна могу се користити као ракетне млазнице, топлотни штит свемирске летелице и прозор за посматрање, једном речју, са развојем савремене науке и технологије, кварцно стакло се све више користи у различитим областима.
Области примене кварцног стакла
Са одличним физичким и хемијским својствима, кварцно стакло се широко користи у високим температурама, чистом, отпорности на корозију, преносу светлости, филтрирању и другим специфичним високотехнолошким производним процесима, незаменљив је важан материјал у областима полупроводника, ваздухопловства, оптичких комуникација.
Поље полупроводника
Производи од полупроводничког кварцног стакла чине 68% тржишта производа од кварцног стакла, а поље полупроводника је највеће поље примене на тржишту кварцног стакла. Материјали и производи од кварцног стакла се широко користе у процесу производње полупроводничких чипова и потребни су за ношење уређаја и потрошног материјала за шупљине за процесе полупроводничког јеткања, дифузије, оксидације.
Оптичко комуникационо поље
Кварцне шипке су главна сировина за производњу оптичких влакана. Више од 95% префабрикованих шипки од влакана подељено је на кварцно стакло високе чистоће, а много материјала од кварцног стакла се троши у производном процесу израде шипки од влакана и извлачења жице, као што су шипке за држање и кварцне чаше.
Оптика поднета
Материјал од синтетичког кварцног стакла се користи као материјал за сочива, призма, ТФТ-ЛЦД ХД екран и ИЦ светлосну маску у врхунском оптичком пољу.
Производи од кварцног стакла су кључни потрошни материјал и сировина у различитим областима, ограничавајући производњу производа у низводној индустрији, а тренутно не постоји алтернативни производ, тако да је потражња за кварц стаклом дугорочна. У низводним индустријама, посебно у убрзаном развоју индустрије полупроводника и фотонапонске индустрије, просперитет индустрије кварцног стакла ће наставити да расте.
| Пламен фузионисан кварц | Електрични топљени кварц | Опакуе Куартз | Синтетички кварц | ||
| Механичка својства | Густина (г/цм).3) | 2.2 | 2.2 | 1.95-2.15 | 2.2 |
| Иоунгов модул(Просек оцена) | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Поиссонов однос | 0.17 | 0.17 | 0.17 | ||
| Бендинг Ст ренг тх(МПа) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Јачина притиска(МПа) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Затезна чврстоћа(МПа) | 50 | 50 | 50 | ||
| Торсионал Ст увек тх(МПа) | 30 | 30 | 30 | ||
| Мохс Харднесс(МПа) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Буббле Диаметер(после подне) | 100 | ||||
| Елецтрицал Пропертиес | Диелектрична константа (10ГХз) | 3.74 | 3.74 | 3.74 | 3.74 |
| Фактор губитка (10ГХз) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Диелец трие Ст ренг тх(В/м) | 3.7Кс107 | 3.7Кс107 | 3.7Кс107 | 3.7Кс107 | |
| Отпорност (20°Ц) (К・центиметар) | >1Кс1016 | >1Кс1016 | >1Кс1016 | >1Кс1016 | |
| Отпорност (1000℃) (К •цм) | >1Кс106 | >1Кс106 | >1Кс106 | >1Кс106 | |
| Термичка својства | Тачка омекшавања (Ц) | 1670 | 1710 | 1670 | 1600 |
| Тачка жарења (Ц) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| Ст раин Поинт(Ц) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Топлотна проводљивост(В/М・К) | 1.38 | 1.38 | 1.24 | 1.38 | |
| Специфична топлота (20℃) (Ј/КГ・К) | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Коефицијент експанзије（Кс10-7/К) | а:25Ц~200Ц6.4 | а:25Ц~100Ц5.7 | а:25Ц~200Ц6.4 | а:25Ц~200Ц6.4 | |