Hjem
Materialer
0102030405
Kvartsglas smeltet med forskellige slags ren naturlig kvarts
Konstruktionstræk af kvartsglas
Rent kvartsglas er sammensat af en enkelt silica (SiO₂)-komponent, og Si-O-bindingerne i kvartsglas er arrangeret i en kortrækkende ordnet og langtrækkende uordnet tilstand. På grund af den stærke og stabile bindingsenergi af Si- O-binding, kvartsglas har en høj blødgøringstemperatur, fremragende spektraltransmittans, meget lav koefficient for termisk udvidelse og ledningsevne, meget høj kemisk stabilitet, strålingsmodstand og lang levetid under ekstreme forhold.
Optisk egenskab
Kvartsglas har en række fremragende optiske egenskaber. Sammenlignet med almindeligt glas har højrent kvartsglas god transmittans i et ekstremt bredt spektrum fra det fjerne ultraviolette (160nm) til det fjerne infrarøde (5μm), hvilket ikke er tilgængeligt i almindeligt optisk glas. Den fremragende spektrale transmittans og optiske ensartethed gør, at kvartsglas er meget udbredt i halvlederlitografi og præcisionsoptiske enheder. Derudover har kvartsglas god strålingsmodstand, kvartsglas med strålingsbestandigt er blevet meget brugt som vinduesmateriale til rumfartøjer, beskyttelsesdæksler til nøglekomponenter i rumlaboratoriet.
Mekanisk egenskab
Kvartsglas ligner almindeligt glas, de er sprøde og hårde materialer. samme som for almindeligt glas, er styrkeparametrene for kvartsglas påvirket af mange faktorer. Herunder overfladetilstand, geometri og testmetode. Trykstyrken af gennemsigtigt kvartsglas er generelt 490 ~ 1960 MPa, trækstyrken er 50 ~ 70 MPa, bøjningsstyrken er 66 ~ 108 MPa, og vridningsstyrken er omkring 30 MPa.
Elektriske egenskaber
Kvartsglas er et fremragende elektrisk isoleringsmateriale. Sammenlignet med almindeligt glas har kvartsglas en højere resistivitet, og resistiviteten af kvartsglas ved stuetemperatur er så høj som 1,8×1019Ω∙cm. Derudover har kvartsglas en højere nedbrydningsspænding (ca. 20 gange mere end almindeligt glas) og et lavere dielektrisk tab. Kvartsglasets resistivitet faldt lidt med temperaturstigningen, og modstandsevnen af uigennemsigtigt kvartsglas var lavere end resistiviteten for uigennemsigtigt kvartsglas. gennemsigtigt kvartsglas.
Termisk egenskab
Fordi kvartsglasset næsten er det stærke Si-O-binding, er dets blødgøringstemperatur meget høj, og den langsigtede arbejdstemperatur kan nå 1000 ℃. Derudover er den termiske udvidelseskoefficient for kvartsglas den laveste blandt almindelige industriglas , og dens lineære ekspansionskoefficient kan nå 5×10-7/℃. Specielt behandlet kvartsglas kan endda opnå nul udvidelse. Kvartsglas har også meget god termisk stødmodstand, selvom det gentagne gange oplever en stor temperaturforskel på kort tid, vil det ikke revne. Disse fremragende termiske egenskaber gør kvartsglas uerstatteligt i høje temperaturer og ekstreme arbejdsmiljøer.
Kvartsglas med høj renhed kan bruges til chipfremstilling i halvlederindustrien, hjælpematerialer til fremstilling af optiske fibre, observationsvinduer til industrielle højtemperaturovne, højeffekts elektriske lyskilder og overfladen af rumfærgen som et termisk isoleringslag .Den ekstremt lave termiske udvidelseskoefficient gør det også muligt at bruge kvartsglas i præcisionsinstrumenter og linsematerialer til store astronomiske teleskoper.
Kemiske egenskaber
Kvartsglas har meget god kemisk stabilitet. I modsætning til andre kommercielle glas er kvartsglas kemisk stabilt over for vand, derfor kan det bruges i vanddestillere, der kræver meget høj renhed af vand. Kvartsglas har fremragende syre- og saltbestandighed, derfor kan det bruges i vanddestillere, der kræver meget høj renhed af vand. Kvartsglas har fremragende syre- og saltbestandighed, bortset fra flussyre, phosphorsyre og basiske saltopløsninger, reagerer det ikke med de fleste syrer og saltopløsninger. Sammenlignet med syre- og saltopløsninger har kvartsglas dårlig basisk modstand og reagerer med alkaliske opløsninger ved høje temperaturer. Derudover reagerer kvartsglas og de fleste oxider, metaller, ikke-metaller og gasser ikke ved normale temperaturer. Den ekstremt høje renhed og gode kemiske stabilitet gør kvartsglas velegnet til brug i miljøer med høje produktionsforhold i halvlederfremstilling.
Andre ejendomme
Permeabilitet: Strukturen af kvartsglas er meget afslappet, og selv ved høje temperaturer tillader den ioner af visse gasser at diffundere gennem netværket. Diffusionen af natriumioner er den hurtigste. Denne ydeevne af kvartsglas er særlig vigtig for brugere, for eksempel når kvartsglas bruges som en højtemperaturbeholder eller diffusionsrør i halvlederindustrien, på grund af den høje renhed af halvledermaterialet, det ildfaste materiale i kontakt med kvarts glas som ovnforing skal forbehandles ved høj temperatur og rengøring, fjernelse af alkaliske urenheder af kalium og natrium, og kan derefter sættes i kvartsglas til brug.
Anvendelse af kvartsglas
Som et vigtigt materiale er kvartsglas meget udbredt i optisk kommunikation, rumfart, elektrisk lyskilde, halvleder, optisk ny teknologi.
1. Optisk kommunikationsfelt: kvartsglas er et hjælpemateriale til produktion af optiske fiberpræfabrikerede stænger og optisk fibertegning, der hovedsageligt betjener basestationens sammenkoblingsmarked, og ankomsten af 5G-æraen har bragt en enorm markedsefterspørgsel efter optisk fiber.
2. Nyt lysaspekt: højtrykskviksølvlampe, xenonlampe, wolframiodidlampe, thalliumiodidlampe, infrarød lampe og bakteriedræbende lampe.
3. Halvlederaspekt: Kvartsglas er et uundværligt materiale i produktionsprocessen af halvledermaterialer og -enheder, såsom Grown germanium, Crucible af silicium-enkeltkrystal, ovnkernerør og klokkeglas ... osv.
4. Inden for ny teknologi: med sin fremragende ydeevne af lyd, lys og elektricitet, ultralydsforsinkelseslinje på radar, infrarød sporingsretningsfinding, prisme, linse til infrarød fotografering, kommunikation, spektrograf, spektrofotometer, reflekterende vindue i et stort astronomisk teleskop , højtemperaturdriftsvindue, Reaktorer, radioaktive installationer; Raketter, Næsekegle af missiler, dyser og radomer, Radioisoleringsdele til kunstige satellitter; termobalance, vakuumadsorptionsanordning, præcisionsstøbning...osv.
Kvartsglas bruges også i kemisk industri, metallurgi, elektrisk, videnskabelig forskning og andre aspekter. I den kemiske industri kan syrefast gasforbrænding ved høj temperatur, køle- og ventilationsanordninger; Lagerenhed; Forberedelse af destilleret vand, saltsyre, salpetersyre, svovlsyre osv., og andre fysiske og kemiske eksperimenter. Ved højtemperaturdrift kan den bruges som elektrisk ovns kernerør og gasforbrændingsradiator. I optik kan kvartsglas og kvartsglasuld bruges som raketdyser, rumfartøjs varmeskjold og observationsvindue, med et ord, med udviklingen af moderne videnskab og teknologi er kvartsglas blevet mere udbredt på forskellige områder.
Anvendelsesområder af kvartsglas
Med fremragende fysiske og kemiske egenskaber bruges kvartsglas i vid udstrækning i høj temperatur, ren, korrosionsbestandighed, lystransmission, filtrering og andre specifikke højteknologiske produktproduktionsprocesmiljøer, er et uundværligt vigtigt materiale inden for halvleder-, rumfarts-, optiske kommunikationsfelter.
Halvleder felt
Halvlederkvartsglasprodukter tegner sig for 68% af markedet for kvartsglasprodukter, og halvlederområdet er det største anvendelsesområde på nedstrømsmarkedet for kvartsglas. Kvartsglasmaterialer og -produkter er meget udbredt i halvlederchipfremstillingsprocesser og er påkrævet til at bære enheder og hulrumsforbrugsvarer til halvlederætsning, diffusion og oxidationsprocesser.
Optisk kommunikationsfelt
Kvartsstænger er det vigtigste råmateriale til fremstilling af optiske fibre. Mere end 95% af de præfabrikerede fiberstænger er opdelt i kvartsglas med høj renhed, og mange kvartsglasmaterialer forbruges i produktionsprocessen til fiberbarfremstilling og trådtrækning, såsom holdestænger og kvartskopper.
Optik arkiveret
Syntetisk kvartsglasmateriale bruges som linse, prisme, TFT-LCD HD-skærm og IC-lysmaske-substratmateriale i det avancerede optiske felt.
Kvartsglasprodukter er vigtige forbrugsstoffer og råmaterialer på forskellige områder, hvilket begrænser produktionen af produkter i downstream-industrien, og der er ikke noget alternativt produkt på nuværende tidspunkt, så efterspørgslen efter kvartsglas er langsigtet. I downstream-industrierne, især den accelererede udvikling af halvleder- og fotovoltaiske industrier, vil velstanden for kvartsglasindustrien fortsætte med at stige.
| Flammesmeltet kvarts | Elektrisk smeltet kvarts | Uigennemsigtig kvarts | Syntetisk kvarts | ||
| Mekaniske egenskaber | Massefylde (g/cm3) | 2.2 | 2.2 | 1,95-2,15 | 2.2 |
| Youngs modul（Gpa） | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Poissons forhold | 0,17 | 0,17 | 0,17 | ||
| Bøjning St reng th(MPa) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Trykstyrke(MPa) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Trækstyrke St reng th(MPa) | 50 | 50 | 50 | ||
| Torsion St altid th(MPa) | 30 | 30 | 30 | ||
| Mohs hårdhed(MPa) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Boble diameter(om eftermiddagen) | 100 | ||||
| Elektriske egenskaber | Dielektrisk konstant (10GHz) | 3,74 | 3,74 | 3,74 | 3,74 |
| Tabsfaktor (10GHz) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Dielec trie St reng th(V/m) | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | |
| Resistivitet (20°C) (Q・cm) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Resistivitet（1000℃）（Q •cm） | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Termiske egenskaber | Blødgøringspunkt (C) | 1670 | 1710 | 1670 | 1600 |
| Udglødningspunkt (C) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| St rain Point(C) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Varmeledningsevne(W/M・K) | 1,38 | 1,38 | 1,24 | 1,38 | |
| Specifik varme（20℃）（J/KG・K） | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Ekspansionskoefficient (X10-7/K) | -en:25C~200C6.4 | -en:25C~100C5.7 | -en:25C~200C6.4 | -en:25C~200C6.4 | |