विभिन्न प्रकार के शुद्ध प्राकृतिक क्वार्ट्ज से पिघलाया गया क्वार्ट्ज ग्लास

शुद्ध क्वार्ट्ज ग्लास एक एकल सिलिका (SiO₂) घटक से बना होता है, और क्वार्ट्ज ग्लास में Si-O बॉन्ड एक छोटी दूरी के आदेशित और लंबी दूरी के अव्यवस्थित राज्य में व्यवस्थित होते हैं। Si-O बॉन्ड की मजबूत और स्थिर बॉन्ड ऊर्जा के कारण, क्वार्ट्ज ग्लास में उच्च नरम तापमान, उत्कृष्ट वर्णक्रमीय संप्रेषण, बहुत कम थर्मल विस्तार और चालकता का गुणांक, बहुत उच्च रासायनिक स्थिरता, विकिरण प्रतिरोध और चरम स्थितियों के तहत लंबे समय तक काम करने की विशेषताएं होती हैं।

क्वार्ट्ज ग्लास में कई बेहतरीन ऑप्टिकल गुण होते हैं। साधारण ग्लास की तुलना में, उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज ग्लास में दूर पराबैंगनी (160nm) से दूर अवरक्त (5μm) तक के अत्यंत विस्तृत स्पेक्ट्रम में अच्छा संप्रेषण होता है, जो सामान्य ऑप्टिकल ग्लास में उपलब्ध नहीं होता है। उत्कृष्ट वर्णक्रमीय संप्रेषण और ऑप्टिकल एकरूपता क्वार्ट्ज ग्लास को सेमीकंडक्टर लिथोग्राफी और सटीक ऑप्टिकल उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, क्वार्ट्ज ग्लास में अच्छा विकिरण प्रतिरोध होता है, विकिरण प्रतिरोधी क्वार्ट्ज ग्लास का व्यापक रूप से अंतरिक्ष यान के लिए खिड़की सामग्री, अंतरिक्ष प्रयोगशाला के प्रमुख घटकों के लिए सुरक्षात्मक आवरण के रूप में उपयोग किया जाता है।

यांत्रिक संपत्ति

क्वार्ट्ज ग्लास साधारण ग्लास के समान है, वे भंगुर और कठोर पदार्थ हैं। साधारण ग्लास की तरह ही, क्वार्ट्ज ग्लास के ताकत पैरामीटर कई कारकों से प्रभावित होते हैं। जिसमें सतह की स्थिति, ज्यामिति और परीक्षण विधि शामिल है। पारदर्शी क्वार्ट्ज ग्लास की संपीड़न शक्ति आम तौर पर 490 ~ 1960MPa है, तन्य शक्ति 50 ~ 70MPa है, झुकने की शक्ति 66 ~ 108MPa है, और मरोड़ शक्ति लगभग 30MPa है।

विद्युत गुण

क्वार्ट्ज ग्लास एक बेहतरीन विद्युत इन्सुलेट सामग्री है। साधारण ग्लास की तुलना में, क्वार्ट्ज ग्लास में उच्च प्रतिरोधकता होती है, और कमरे के तापमान पर क्वार्ट्ज ग्लास की प्रतिरोधकता 1.8×1019Ω∙सेमी जितनी अधिक होती है। इसके अलावा, क्वार्ट्ज ग्लास में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज (साधारण ग्लास की तुलना में लगभग 20 गुना) और कम ढांकता हुआ नुकसान होता है। तापमान में वृद्धि के साथ क्वार्ट्ज ग्लास की प्रतिरोधकता थोड़ी कम हो गई, और अपारदर्शी क्वार्ट्ज ग्लास की प्रतिरोधकता पारदर्शी क्वार्ट्ज ग्लास की तुलना में कम थी।

ऊष्मीय गुण

क्योंकि क्वार्ट्ज ग्लास लगभग सभी मजबूत Si-O बॉन्ड है, इसका नरम तापमान बहुत अधिक है, और दीर्घकालिक कार्य तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। इसके अलावा, क्वार्ट्ज ग्लास का थर्मल विस्तार गुणांक सामान्य औद्योगिक ग्लास में सबसे कम है, और इसका रैखिक विस्तार गुणांक 5 × 10-7 / डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। विशेष रूप से उपचारित क्वार्ट्ज ग्लास शून्य विस्तार भी प्राप्त कर सकता है। क्वार्ट्ज ग्लास में बहुत अच्छा थर्मल शॉक प्रतिरोध भी होता है, भले ही यह कम समय में बार-बार बड़े तापमान अंतर का अनुभव करता हो, यह दरार नहीं करेगा। ये उत्कृष्ट थर्मल गुण क्वार्ट्ज ग्लास को उच्च तापमान और चरम कार्य वातावरण में अपूरणीय बनाते हैं।

उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज ग्लास का उपयोग अर्धचालक उद्योग में चिप निर्माण में, ऑप्टिकल फाइबर निर्माण के लिए सहायक सामग्री, औद्योगिक उच्च तापमान भट्टियों के लिए अवलोकन खिड़कियों, उच्च शक्ति वाले विद्युत प्रकाश स्रोतों और अंतरिक्ष शटल की सतह पर थर्मल इन्सुलेशन परत के रूप में किया जा सकता है। थर्मल विस्तार का अत्यंत कम गुणांक क्वार्ट्ज ग्लास को बड़े खगोलीय दूरबीनों के लिए सटीक उपकरणों और लेंस सामग्री में भी उपयोग करने की अनुमति देता है।

रासायनिक गुण

क्वार्ट्ज ग्लास में बहुत अच्छी रासायनिक स्थिरता होती है। अन्य वाणिज्यिक ग्लास के विपरीत, क्वार्ट्ज ग्लास पानी के लिए रासायनिक रूप से स्थिर होता है, इसलिए, इसका उपयोग पानी के डिस्टिलर में किया जा सकता है जिसके लिए पानी की बहुत अधिक शुद्धता की आवश्यकता होती है। क्वार्ट्ज ग्लास में उत्कृष्ट एसिड और नमक प्रतिरोध होता है, इसलिए, इसका उपयोग पानी के डिस्टिलर में किया जा सकता है जिसके लिए पानी की बहुत अधिक शुद्धता की आवश्यकता होती है। क्वार्ट्ज ग्लास में उत्कृष्ट एसिड और नमक प्रतिरोध होता है, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, फॉस्फोरिक एसिड और मूल नमक समाधानों को छोड़कर, यह अधिकांश एसिड और नमक समाधानों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। एसिड और नमक समाधानों की तुलना में, क्वार्ट्ज ग्लास में खराब क्षारीय प्रतिरोध होता है और उच्च तापमान पर क्षार समाधानों के साथ प्रतिक्रिया करता है। इसके अलावा, क्वार्ट्ज ग्लास और अधिकांश ऑक्साइड, धातु, अधातु और गैस सामान्य तापमान पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। अत्यधिक उच्च शुद्धता और अच्छी रासायनिक स्थिरता क्वार्ट्ज ग्लास को अर्धचालक विनिर्माण में उच्च उत्पादन स्थितियों वाले वातावरण में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है।

अन्य गुण

पारगम्यता: क्वार्ट्ज ग्लास की संरचना बहुत ही शिथिल होती है, और उच्च तापमान पर भी यह कुछ गैसों के आयनों को नेटवर्क के माध्यम से फैलने की अनुमति देता है। सोडियम आयनों का प्रसार सबसे तेज़ होता है। क्वार्ट्ज ग्लास का यह प्रदर्शन उपयोगकर्ताओं के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, जब क्वार्ट्ज ग्लास का उपयोग अर्धचालक उद्योग में उच्च तापमान कंटेनर या प्रसार ट्यूब के रूप में किया जाता है, तो अर्धचालक सामग्री की उच्च शुद्धता के कारण, क्वार्ट्ज ग्लास के संपर्क में आने वाली आग रोक सामग्री को भट्ठी के अस्तर के रूप में उच्च तापमान और सफाई द्वारा पूर्व-संसाधित किया जाना चाहिए, पोटेशियम और सोडियम की क्षारीय अशुद्धियों को दूर करना चाहिए, और फिर उपयोग के लिए क्वार्ट्ज ग्लास में डाला जा सकता है।