Дом
Материалы
Кварцевое стекло, расплавленное с различными видами чистого природного кварца.
Конструктивная особенность кварцевого стекла
Чистое кварцевое стекло состоит из одного компонента кремнезема (SiO₂), а связи Si-O в кварцевом стекле расположены в ближнеупорядоченном и дальнодействующем неупорядоченном состоянии. Благодаря сильной и стабильной энергии связи Si- O-связка, кварцевое стекло имеет высокую температуру размягчения, отличный спектральный коэффициент пропускания, очень низкий коэффициент теплового расширения и проводимости, очень высокую химическую стабильность, радиационную стойкость и длительный срок службы в экстремальных условиях.
Оптические свойства
Кварцевое стекло обладает рядом превосходных оптических свойств. По сравнению с обычным стеклом кварцевое стекло высокой чистоты имеет хороший коэффициент пропускания в чрезвычайно широком спектре от дальнего ультрафиолета (160 нм) до дальнего инфракрасного диапазона (5 мкм), чего нет в обычном оптическом стекле. Превосходный спектральный коэффициент пропускания и оптическая однородность делают кварцевое стекло широко используемым в полупроводниковой литографии и прецизионных оптических устройствах. ключевые компоненты космической лаборатории.
Механические свойства
Кварцевое стекло похоже на обычное стекло, это хрупкий и твердый материал. Как и в случае с обычным стеклом, на прочностные параметры кварцевого стекла влияют многие факторы. В том числе состояние поверхности, геометрия и метод испытаний. Прочность на сжатие прозрачного кварцевого стекла обычно составляет 490–1960 МПа, прочность на растяжение – 50–70 МПа, прочность на изгиб – 66–108 МПа, прочность на кручение – около 30 МПа.
Электрические свойства
Кварцевое стекло является отличным электроизоляционным материалом. По сравнению с обычным стеклом кварцевое стекло имеет более высокое удельное сопротивление, а удельное сопротивление кварцевого стекла при комнатной температуре достигает 1,8×1019 Ом∙см. Кроме того, кварцевое стекло имеет более высокое напряжение пробоя (примерно в 20 раз, чем у обычного стекла) и меньшие диэлектрические потери. Удельное сопротивление кварцевого стекла несколько уменьшалось с повышением температуры, а удельное сопротивление непрозрачного кварцевого стекла было ниже, чем у кварцевого стекла. прозрачное кварцевое стекло.
Тепловая собственность
Поскольку кварцевое стекло почти полностью состоит из прочной связи Si-O, его температура размягчения очень высока, а долгосрочная рабочая температура может достигать 1000 ℃. Кроме того, коэффициент теплового расширения кварцевого стекла является самым низким среди обычного промышленного стекла. , а коэффициент линейного расширения может достигать 5×10-7/℃. Специально обработанное кварцевое стекло может даже обеспечить нулевое расширение. Кварцевое стекло также обладает очень хорошей термостойкостью. Даже если оно неоднократно подвергается большой разнице температур в течение короткого периода времени, оно не треснет. Эти превосходные тепловые свойства делают кварцевое стекло незаменимым при высоких температурах и экстремальных рабочих условиях.
Кварцевое стекло высокой чистоты может быть использовано при производстве микросхем в полупроводниковой промышленности, вспомогательных материалах для производства оптического волокна, смотровых окнах для промышленных высокотемпературных печей, мощных источниках электрического света, а также на поверхности космических кораблей в качестве теплоизоляционного слоя. .Чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения также позволяет использовать кварцевое стекло в прецизионных приборах и материалах линз для больших астрономических телескопов.
Химические свойства
Кварцевое стекло обладает очень хорошей химической стабильностью. В отличие от другого коммерческого стекла, кварцевое стекло химически устойчиво к воде, поэтому его можно использовать в дистилляторах, требующих очень высокой чистоты воды. Кварцевое стекло обладает превосходной устойчивостью к кислотам и солям, поэтому его можно использовать в дистилляторах, требующих очень высокой чистоты воды. Кварцевое стекло обладает превосходной устойчивостью к кислотам и солям. За исключением плавиковой кислоты, фосфорной кислоты и растворов основных солей, оно не вступает в реакцию с большинством кислот и растворов солей. По сравнению с растворами кислот и солей кварцевое стекло обладает плохой щелочестойкостью и реагирует с растворами щелочей при высоких температурах. Кроме того, кварцевое стекло и большинство оксидов металлов, неметаллов и газов не вступают в реакцию при обычных температурах. Чрезвычайно высокая чистота и хорошая химическая стабильность делают кварцевое стекло подходящим для использования в средах с высокими производственными условиями при производстве полупроводников.
Другие объекты недвижимости
Проницаемость: Структура кварцевого стекла очень рыхлая, и даже при высоких температурах она позволяет ионам некоторых газов диффундировать через сетку. Диффузия ионов натрия происходит быстрее всего. Эти характеристики кварцевого стекла особенно важны для пользователей, например, когда кварцевое стекло используется в качестве высокотемпературного контейнера или диффузионной трубки в полупроводниковой промышленности, из-за высокой чистоты полупроводникового материала, тугоплавкого материала, контактирующего с кварцем. Стекло в качестве футеровки печи должно быть предварительно обработано высокой температурой и очисткой, удаляющей щелочные примеси калия и натрия, а затем может быть помещено в кварцевое стекло для использования.
Применение кварцевого стекла
В качестве важного материала кварцевое стекло широко используется в оптической связи, аэрокосмической отрасли, источниках электрического света, полупроводниках, новых оптических технологиях.
1. Область оптической связи: кварцевое стекло является вспомогательным материалом для производства сборных стержней из оптического волокна и волочения оптического волокна, в основном обслуживая рынок межсетевых соединений базовых станций, а наступление эпохи 5G привело к огромному рыночному спросу на оптическое волокно.
2. Новый аспект освещения: ртутная лампа высокого давления, ксеноновая лампа, вольфрамовая йодистая лампа, йодидная лампа таллия, инфракрасная лампа и бактерицидная лампа.
3. Полупроводниковый аспект: кварцевое стекло является незаменимым материалом в процессе производства полупроводниковых материалов и устройств, таких как выращенный германий, тигель из монокристалла кремния, трубка с сердечником печи и колпак... и т. д.
4. В области новых технологий: с отличными характеристиками звука, света и электричества, ультразвуковая линия задержки на радаре, инфракрасное слежение за пеленгованием, призма, объектив инфракрасной фотографии, связь, спектрограф, спектрофотометр, отражающее окно большого астрономического телескопа. , окно высокотемпературной эксплуатации, Реакторы, радиоактивные установки; Ракеты, Носовой обтекатель ракет, сопла и обтекатель, Радиоизоляционные детали искусственных спутников; термовесы, вакуумно-адсорбционные устройства, прецизионное литье и т. д.
Кварцевое стекло также используется в химической промышленности, металлургии, электротехнике, научных исследованиях и других сферах. В химической промышленности можно использовать высокотемпературное кислотостойкое сжигание газа, охлаждающие и вентиляционные устройства; Накопитель; Приготовление дистиллированной воды, соляной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты и т. д., а также другие физические и химические эксперименты. При работе при высоких температурах его можно использовать в качестве активной трубы электропечи и радиатора сгорания газа. В оптике кварцевое стекло и кварцевая стекловата могут быть использованы в качестве сопел ракет, теплового экрана космического корабля и смотрового окна, словом, с развитием современной науки и техники кварцевое стекло получило более широкое применение в различных областях.
Области применения кварцевого стекла
Обладая превосходными физическими и химическими свойствами, кварцевое стекло широко используется в условиях высоких температур, чистоты, устойчивости к коррозии, светопропускания, фильтрации и других специфических высокотехнологичных процессов производства продуктов, является незаменимым важным материалом в полупроводниковой, аэрокосмической и оптической областях связи.
Полупроводниковая область
Полупроводниковые изделия из кварцевого стекла составляют 68% рынка изделий из кварцевого стекла, а область полупроводников является крупнейшей областью применения на рынке переработки кварцевого стекла. Материалы и изделия из кварцевого стекла широко используются в процессе производства полупроводниковых чипов и необходимы для переноски устройств и расходных материалов для полостей для процессов травления, диффузии и окисления полупроводников.
Область оптической связи
Кварцевые стержни являются основным сырьем для производства оптического волокна. Более 95% сборных волоконных стержней состоят из кварцевого стекла высокой чистоты, и много материалов из кварцевого стекла потребляется в производственном процессе изготовления волоконных стержней и волочения проволоки, таких как удерживающие стержни и кварцевые чашки.
Оптика подана
Материал из синтетического кварцевого стекла используется в качестве линз, призм, TFT-LCD-дисплеев HD и материала подложки световой маски IC в высококачественной оптической области.
Изделия из кварцевого стекла являются ключевыми расходными материалами и сырьем в различных областях, ограничивая производство продукции в перерабатывающей промышленности, и в настоящее время альтернативного продукта нет, поэтому спрос на кварцевое стекло является долгосрочным. В перерабатывающих отраслях, особенно в ускоренном развитии полупроводниковой и фотоэлектрической промышленности, процветание промышленности кварцевого стекла будет продолжать расти.
| Пламенеющий кварц | Электрический плавленый кварц | Непрозрачный Кварц | Синтетический кварц | ||
| Механические свойства | Плотность (г/см)3) | 2.2 | 2.2 | 1,95-2,15 | 2.2 |
| Модуль для младших（ГПа） | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Коэффициент Пуассона | 0,17 | 0,17 | 0,17 | ||
| Прочность на изгиб(МПа) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Прочность на сжатие(МПа) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Предел прочности(МПа) | 50 | 50 | 50 | ||
| Торсионная St всегда(МПа) | 30 | 30 | 30 | ||
| Твердость по Моосу(МПа) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Диаметр пузырька(вечера) | 100 | ||||
| Электрические свойства | Диэлектрическая проницаемость (10 ГГц) | 3,74 | 3,74 | 3,74 | 3,74 |
| Коэффициент потерь (10 ГГц) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Диелек трие St reng th(В/м) | 3,7х107 | 3,7х107 | 3,7х107 | 3,7х107 | |
| Удельное сопротивление (20°C) (Q・см) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Удельное сопротивление (1000 ℃) (Q·см) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Тепловые свойства | Точка размягчения (C) | 1670 г. | 1710 г. | 1670 г. | 1600 |
| Точка отжига (C) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| Сент-Рейн-Пойнт(С) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Теплопроводность(Ж/М・К) | 1,38 | 1,38 | 1.24 | 1,38 | |
| Удельная теплоемкость (20℃) (Дж/кг)・К） | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Коэффициент расширения (X10)-7/К） | а:25С~200С6.4 | а:25С~100С5,7 | а:25С~200С6.4 | а:25С~200С6.4 | |