Thuis
Materialen
0102030405
Kwartsglas gesmolten met verschillende soorten puur natuurlijk kwarts
Constructiekenmerk van kwartsglas
Zuiver kwartsglas bestaat uit een enkele silica (SiO₂)-component en de Si-O-bindingen in kwartsglas zijn gerangschikt in een geordende en lange-afstands ongeordende toestand. Vanwege de sterke en stabiele bindingsenergie van de Si- O-binding, kwartsglas heeft een hoge verwekingstemperatuur, uitstekende spectrale transmissie, zeer lage thermische uitzettings- en geleidbaarheidscoëfficiënt, zeer hoge chemische stabiliteit, stralingsweerstand en lange levensduur onder extreme omstandigheden.
Optische eigenschap
Kwartsglas heeft een reeks uitstekende optische eigenschappen. Vergeleken met gewoon glas heeft hoogzuiver kwartsglas een goede transmissie in een extreem breed spectrum van het verre ultraviolet (160 nm) tot het verre infrarood (5 μm), wat niet beschikbaar is in algemeen optisch glas. De uitstekende spectrale transmissie en optische uniformiteit zorgen ervoor dat kwartsglas op grote schaal wordt gebruikt in halfgeleiderlithografie en optische precisie-apparaten. Bovendien heeft kwartsglas een goede stralingsweerstand, het kwartsglas met stralingsbestendigheid wordt op grote schaal gebruikt als raammateriaal voor ruimtevaartuigen, beschermhoezen voor belangrijkste componenten van het ruimtelaboratorium.
Mechanische eigenschap
Kwartsglas is vergelijkbaar met gewoon glas, het is broos en hard materiaal. Net als bij gewoon glas worden de sterkteparameters van kwartsglas door vele factoren beïnvloed. Inclusief oppervlaktetoestand, geometrie en testmethode. De druksterkte van transparant kwartsglas is over het algemeen 490 ~ 1960 MPa, de treksterkte is 50 ~ 70 MPa, de buigsterkte is 66 ~ 108 MPa en de torsiesterkte is ongeveer 30 MPa.
Elektrische eigenschappen
Kwartsglas is een uitstekend elektrisch isolatiemateriaal. Vergeleken met gewoon glas heeft kwartsglas een hogere soortelijke weerstand, en de soortelijke weerstand van kwartsglas bij kamertemperatuur is maar liefst 1,8×1019Ω∙cm. Bovendien heeft kwartsglas een hogere doorslagspanning (ongeveer 20 keer die van gewoon glas) en een lager diëlektrisch verlies. De soortelijke weerstand van kwartsglas nam lichtjes af met de stijging van de temperatuur, en de soortelijke weerstand van ondoorzichtig kwartsglas was lager dan die van transparant kwartsglas.
Thermische eigenschap
Omdat het kwartsglas bijna geheel uit sterke Si-O-binding bestaat, is de verwekingstemperatuur erg hoog en kan de werktemperatuur op de lange termijn 1000 ℃ bereiken. Bovendien is de thermische uitzettingscoëfficiënt van kwartsglas de laagste onder gewoon industrieel glas , en zijn lineaire uitzettingscoëfficiënt kan 5×10-7/℃ bereiken. Speciaal behandeld kwartsglas kan zelfs geen uitzetting bereiken. Kwartsglas heeft ook een zeer goede thermische schokbestendigheid. Zelfs als het in korte tijd herhaaldelijk een groot temperatuurverschil ervaart, zal het niet barsten. Deze uitstekende thermische eigenschappen maken kwartsglas onvervangbaar bij hoge temperaturen en extreme werkomgevingen.
Hoogzuiver kwartsglas kan worden gebruikt bij de productie van chips in de halfgeleiderindustrie, hulpmaterialen voor de productie van optische vezels, observatievensters voor industriële hogetemperatuurovens, krachtige elektrische lichtbronnen en het oppervlak van de space shuttle als thermische isolatielaag Door de extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt kan kwartsglas ook worden gebruikt in precisie-instrumenten en lensmaterialen voor grote astronomische telescopen.
Chemische eigenschappen
Kwartsglas heeft een zeer goede chemische stabiliteit. In tegenstelling tot ander commercieel glas is kwartsglas chemisch stabiel tegen water. Daarom kan het worden gebruikt in waterdestilleerders die een zeer hoge zuiverheid van water vereisen. Kwartsglas heeft een uitstekende zuur- en zoutbestendigheid. Daarom kan het worden gebruikt in waterdestilleerders die een zeer hoge waterzuiverheid vereisen. Kwartsglas heeft een uitstekende zuur- en zoutbestendigheid. Behalve fluorwaterstofzuur, fosforzuur en basische zoutoplossingen reageert het niet met de meeste zuren en zoutoplossingen. In vergelijking met zuur- en zoutoplossingen heeft kwartsglas een slechte alkalische weerstand en reageert het bij hoge temperaturen met alkalische oplossingen. Bovendien reageren kwartsglas en de meeste oxiden, metalen, niet-metalen en gassen niet bij normale temperaturen. De extreem hoge zuiverheid en goede chemische stabiliteit maken kwartsglas geschikt voor gebruik in omgevingen met hoge productieomstandigheden bij de halfgeleiderproductie.
Andere eigenschappen
Permeabiliteit: De structuur van kwartsglas is zeer ontspannen en zelfs bij hoge temperaturen kunnen ionen van bepaalde gassen door het netwerk diffunderen. De diffusie van natriumionen is het snelst. Deze prestaties van kwartsglas zijn bijzonder belangrijk voor gebruikers, bijvoorbeeld wanneer kwartsglas wordt gebruikt als hogetemperatuurcontainer of diffusiebuis in de halfgeleiderindustrie, vanwege de hoge zuiverheid van het halfgeleidermateriaal, het vuurvaste materiaal dat in contact komt met kwarts glas als ovenbekleding moet worden voorbewerkt door hoge temperaturen en reiniging, waarbij alkalische onzuiverheden van kalium en natrium worden verwijderd, en kan vervolgens voor gebruik in kwartsglas worden geplaatst.
Toepassing van kwartsglas
Als belangrijk materiaal wordt kwartsglas veel gebruikt in optische communicatie, ruimtevaart, elektrische lichtbronnen, halfgeleiders en optische nieuwe technologie.
1. Optisch communicatieveld: kwartsglas is een hulpmateriaal voor de productie van geprefabriceerde glasvezelstaven en optische vezeltrekken, voornamelijk ten behoeve van de interconnectiemarkt voor basisstations, en de komst van het 5G-tijdperk heeft geleid tot een enorme marktvraag naar optische vezels.
2. Nieuw lichtaspect: hogedrukkwiklamp, xenonlamp, wolfraamjodidelamp, thalliumjodidelamp, infraroodlamp en kiemdodende lamp.
3. Halfgeleideraspect: Kwartsglas is een onmisbaar materiaal in het productieproces van halfgeleidermaterialen en -apparaten, zoals Grown germanium, Crucible van silicium monokristal, ovenkernbuis en stolp... enz.
4. Op het gebied van nieuwe technologie: met zijn uitstekende prestaties op het gebied van geluid, licht en elektriciteit, ultrasone vertragingslijn op radar, infrarood tracking-richtingbepaling, prisma, lens van infraroodfotografie, communicatie, spectrograaf, spectrofotometer, reflecterend venster van grote astronomische telescoop , werkingsvenster bij hoge temperaturen, Reactoren, radioactieve installaties; Raketten, Neuskegel van raketten, straalpijpen en radome, Radio-isolatieonderdelen voor kunstmatige satellieten; thermobalans, vacuümadsorptieapparaat, precisiegietwerk... enz.
Kwartsglas wordt ook gebruikt in de chemische industrie, metallurgie, elektriciteit, wetenschappelijk onderzoek en andere aspecten. In de chemische industrie kan zuurbestendige gasverbranding op hoge temperatuur worden uitgevoerd, koel- en ventilatieapparatuur; Opslagapparaat; Bereiding van gedestilleerd water, zoutzuur, salpeterzuur, zwavelzuur, enz., en andere fysische en chemische experimenten. Bij werking op hoge temperatuur kan het worden gebruikt als kernbuis van een elektrische oven en als gasverbrandingsradiator. In de optica kunnen kwartsglas en kwartsglaswol worden gebruikt als raketsproeiers, hitteschild voor ruimtevaartuigen en observatievenster, kortom, met de ontwikkeling van moderne wetenschap en technologie wordt kwartsglas op verschillende gebieden op grotere schaal gebruikt.
Toepassingsgebieden van kwartsglas
Met uitstekende fysische en chemische eigenschappen wordt kwartsglas veel gebruikt in hoge temperaturen, schone, corrosieweerstand, lichttransmissie, filtering en andere specifieke hightech productproductieprocesomgevingen, en is het een onmisbaar belangrijk materiaal in halfgeleider-, ruimtevaart- en optische communicatievelden.
Halfgeleiderveld
Halfgeleiderkwartsglasproducten zijn goed voor 68% van de markt voor kwartsglasproducten, en het halfgeleiderveld is het grootste toepassingsgebied in de stroomafwaartse kwartsglasmarkt. Kwartsglasmaterialen en -producten worden veel gebruikt in het productieproces van halfgeleiderchips en zijn nodig om apparaten en holteverbruiksartikelen te vervoeren voor het etsen, diffusie- en oxidatieprocessen van halfgeleiders.
Optisch communicatieveld
Kwartsstaven zijn de belangrijkste grondstof voor de productie van optische vezels. Meer dan 95% van de geprefabriceerde vezelstaven is verdeeld in kwartsglas met een hoge zuiverheid, en veel kwartsglasmaterialen worden verbruikt in het productieproces van het maken van vezelstaven en draadtrekken, zoals vasthoudstaven en kwartsbekers.
Optiek ingediend
Synthetisch kwartsglasmateriaal wordt gebruikt als lens, prisma, TFT-LCD HD-display en IC-lichtmaskersubstraatmateriaal in het hoogwaardige optische veld.
Kwartsglasproducten zijn belangrijke verbruiksartikelen en grondstoffen op verschillende gebieden, waardoor de productie van producten in de downstream-industrie wordt beperkt. Er is momenteel geen alternatief product, dus de vraag naar kwartsglas is van lange termijn. In de downstream-industrieën, vooral de versnelde ontwikkeling van de halfgeleider- en fotovoltaïsche industrie, zal de welvaart van de kwartsglasindustrie blijven toenemen.
| Vlam gesmolten kwarts | Elektrisch gesmolten kwarts | Ondoorzichtig kwarts | Synthetisch kwarts | ||
| Mechanische eigenschappen | Dichtheid (g/cm3) | 2.2 | 2.2 | 1,95-2,15 | 2.2 |
| Young-modulus(Gpa) | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Poisson-ratio | 0,17 | 0,17 | 0,17 | ||
| Buigkracht(MPa) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Druksterkte(MPa) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Treksterkte St reng th(MPa) | 50 | 50 | 50 | ||
| Torsie St altijd th(MPa) | 30 | 30 | 30 | ||
| Mohs-hardheid(MPa) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Diameter van de bel(p.m) | 100 | ||||
| Elektrische eigenschappen | Diëlektrische constante (10GHz) | 3,74 | 3,74 | 3,74 | 3,74 |
| Verliesfactor (10GHz) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Dieelec trie St reng th(V/m) | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | |
| Weerstand (20°C) (Q・cm) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Weerstand (1000℃) (Q •cm) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Thermische eigenschappen | Verwekingspunt (C) | 1670 | 1710 | 1670 | 1600 |
| Gloeipunt (C) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| St regenpunt(C) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Warmtegeleiding(W/M・K) | 1,38 | 1,38 | 1.24 | 1,38 | |
| Specifieke warmte (20℃) (J/KG・K） | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Uitbreidingscoëfficiënt（X10-7/K） | A:25C~200C6.4 | A:25C~100C5.7 | A:25C~200C6.4 | A:25C~200C6.4 | |