itthon
Anyagok
Különféle tiszta természetes kvarccal megolvasztott kvarcüveg
A kvarcüveg szerkezeti jellemzői
A tiszta kvarcüveg egyetlen szilícium-dioxid (SiO₂) komponensből áll, és a kvarcüvegben a Si-O kötések rövid hatótávolságú rendezetlen és hosszú távú rendezetlen állapotban helyezkednek el. O bond, kvarcüveg magas lágyulási hőmérséklettel, kiváló spektrális áteresztőképességgel, nagyon alacsony hőtágulási és vezetőképességi együtthatóval, nagyon magas kémiai stabilitással, sugárzásállósággal és hosszú élettartamú jellemzőkkel rendelkezik extrém körülmények között.
Optikai tulajdonság
A kvarcüveg számos kiváló optikai tulajdonsággal rendelkezik. A közönséges üveghez képest a nagy tisztaságú kvarcüveg rendkívül széles spektrumban jó áteresztőképességgel rendelkezik a távoli ultraibolya sugárzástól (160 nm) a távoli infravörösig (5 μm), ami az általános optikai üvegeknél nem elérhető. A kiváló spektrális áteresztőképesség és az optikai egyenletesség miatt a kvarcüveget széles körben használják félvezető litográfiában és precíziós optikai eszközökben. Ezenkívül a kvarcüveg jó sugárzásállósággal rendelkezik, a sugárzásálló kvarcüveget széles körben használják űrhajók ablakanyagaként, védőburkolatként az űrlaboratórium kulcselemei.
Mechanikai tulajdonság
A kvarcüveg hasonló a közönséges üveghez, törékeny és kemény anyag. A hagyományos üvegekhez hasonlóan a kvarcüveg szilárdsági paramétereit számos tényező befolyásolja. Ideértve a felület állapotát, a geometriát és a vizsgálati módszert. Az átlátszó kvarcüveg nyomószilárdsága általában 490–1960 MPa, a szakítószilárdsága 50–70 MPa, a hajlítószilárdsága 66–108 MPa, a torziós szilárdsága pedig körülbelül 30 MPa.
Elektromos tulajdonságok
A kvarcüveg kiváló elektromos szigetelőanyag. A közönséges üveghez képest a kvarcüvegnek nagyobb az ellenállása, és a kvarcüveg fajlagos ellenállása szobahőmérsékleten eléri az 1,8 × 1019Ω∙cm-t. Ezenkívül a kvarcüvegnek nagyobb az áttörési feszültsége (kb. 20-szorosa a közönséges üvegének) és kisebb a dielektromos vesztesége. A kvarcüveg fajlagos ellenállása a hőmérséklet emelkedésével kissé csökkent, az átlátszatlan kvarcüveg fajlagos ellenállása pedig alacsonyabb volt, mint a kvarcüvegé. átlátszó kvarcüveg.
Termikus tulajdonság
Mivel a kvarcüveg szinte minden erős Si-O kötést tartalmaz, a lágyulási hőmérséklete nagyon magas, és a hosszú távú működési hőmérséklet elérheti az 1000 ℃-ot. Ezenkívül a kvarcüveg hőtágulási együtthatója a legalacsonyabb a közönséges ipari üvegek között , és lineáris tágulási együtthatója elérheti az 5×10-7/℃ értéket. A speciálisan kezelt kvarcüveg akár nulla tágulást is elérhet. A kvarcüveg is nagyon jó hősokkállósággal rendelkezik, még ha rövid időn belül ismételten nagy hőmérséklet-különbséget tapasztal, nem reped meg. Ezek a kiváló termikus tulajdonságok a kvarcüveget pótolhatatlanná teszik magas hőmérsékleten és szélsőséges munkakörülmények között.
A nagy tisztaságú kvarcüveg felhasználható chipgyártásban a félvezetőiparban, segédanyagok optikai szálak gyártásához, megfigyelő ablakok ipari magas hőmérsékletű kemencékhez, nagy teljesítményű elektromos fényforrások, valamint az űrsikló felülete hőszigetelő rétegként .A rendkívül alacsony hőtágulási együttható lehetővé teszi a kvarcüveg használatát precíziós műszerekben és nagy csillagászati távcsövek lencséiben.
Kémiai tulajdonságok
A kvarcüveg nagyon jó kémiai stabilitással rendelkezik. Más kereskedelmi üvegektől eltérően a kvarcüveg kémiailag vízálló, ezért olyan vízlepárlókban használható, amelyek nagyon nagy tisztaságú vizet igényelnek. A kvarcüveg kiváló sav- és sóállósággal rendelkezik, ezért olyan vízlepárlókban használható, amelyek nagyon nagy tisztaságú vizet igényelnek. A kvarcüveg kiváló sav- és sóállósággal rendelkezik, A hidrogén-fluorsav, foszforsav és bázikus sóoldatok kivételével nem lép reakcióba a legtöbb savval és sóoldattal. A sav- és sóoldatokhoz képest a kvarcüveg gyenge lúgállósággal rendelkezik, és magas hőmérsékleten reagál lúgos oldatokkal. Ezenkívül a kvarcüveg és a legtöbb oxid, fémek, nemfémek és gázok nem reagálnak normál hőmérsékleten. A rendkívül nagy tisztaság és a jó kémiai stabilitás a kvarcüveget alkalmassá teszi a félvezetőgyártásban magas termelési feltételek melletti környezetben történő használatra.
Egyéb tulajdonságok
Permeabilitás: A kvarcüveg szerkezete nagyon laza, és még magas hőmérsékleten is lehetővé teszi bizonyos gázok ionjainak a hálózaton keresztüli diffúzióját. A nátriumionok diffúziója a leggyorsabb. A kvarcüvegnek ez a teljesítménye különösen fontos a felhasználók számára, például amikor a kvarcüveget magas hőmérsékletű tartályként vagy diffúziós csőként használják a félvezetőiparban, a félvezető anyag nagy tisztasága miatt a kvarccal érintkező tűzálló anyag A kemence burkolataként használt üveget magas hőmérsékleten és tisztítással kell elődolgozni, eltávolítva a lúgos kálium- és nátriumszennyeződéseket, majd felhasználás céljából kvarcüvegbe lehet tenni.
Kvarcüveg alkalmazása
Fontos anyagként a kvarcüveget széles körben használják az optikai kommunikációban, a repülésben, az elektromos fényforrásban, a félvezetőben és az új optikai technológiában.
1. Optikai kommunikációs terület: a kvarcüveg segédanyag az optikai szál előregyártott rudak gyártásához és az optikai szál húzásához, elsősorban a bázisállomások összekapcsolási piacát szolgálja ki, és az 5G korszak érkezése hatalmas piaci keresletet hozott az optikai szálak iránt.
2. Új fényaspektus: nagynyomású higanylámpa, xenonlámpa, volfrám-jodid lámpa, tallium-jodid lámpa, infravörös lámpa és baktériumölő lámpa.
3. Félvezető szempont: A kvarcüveg nélkülözhetetlen anyag a félvezető anyagok és eszközök gyártási folyamatában, mint például a termesztett germánium, a szilícium egykristály tégelye, a kemencemagcső és a harangüveg stb.
4. Új technológia területén: kiváló hang-, fény- és elektromos teljesítményével, ultrahangos késleltetési vonal radaron, infravörös iránykövetés, prizma, infravörös fényképezés objektívje, kommunikáció, spektrográf, spektrofotométer, nagy csillagászati távcső visszaverő ablaka , magas hőmérsékletű üzemi ablak, Reaktorok, radioaktív berendezések; Rakéták, Rakéták orrkúpja, fúvókák és fénysugár, Rádiószigetelő alkatrészek mesterséges műholdakhoz; hőmérleg, vákuum adszorpciós készülék, precíziós öntés... stb.
A kvarcüveget vegyiparban, kohászatban, elektromos, tudományos kutatásban és egyéb területeken is használják. A vegyiparban magas hőmérsékletű, saválló gázégetést végezhet, hűtő- és szellőzőberendezéseket; Tárolóeszköz; Desztillált víz, sósav, salétromsav, kénsav stb. készítése és egyéb fizikai és kémiai kísérletek. Magas hőmérsékletű üzemben elektromos kemence magcsőként és gázégető radiátorként is használható. Az optikában a kvarcüveg és a kvarcüveggyapot rakétafúvókaként használható, űrhajó hőpajzsa és megfigyelőablakja, egyszóval a modern tudomány és technológia fejlődésével a kvarcüveget szélesebb körben használják különböző területeken.
A kvarcüveg alkalmazási területei
A kiváló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező kvarcüveget széles körben használják magas hőmérsékletű, tiszta, korrózióálló, fényáteresztő, szűrési és más speciális high-tech termékgyártási folyamatokban, nélkülözhetetlen fontos anyag a félvezetők, a repülés és az optikai kommunikáció területén.
Félvezető mező
A félvezető kvarcüveg termékek a kvarcüveg termékek piacának 68%-át teszik ki, és a félvezető terület a legnagyobb alkalmazási terület a kvarcüveg downstream piacán. A kvarcüveg anyagokat és termékeket széles körben használják a félvezető chipek gyártási folyamatában, és a félvezető maratási, diffúziós és oxidációs folyamatokhoz szükséges eszközök és üreges fogyóeszközök szállítására van szükség.
Optikai kommunikációs mező
A kvarc rudak az optikai szálgyártás fő nyersanyagai. Az előregyártott szálrudak több mint 95%-a nagy tisztaságú kvarcüvegre van osztva, és sok kvarcüveg anyagot használnak fel a rostrudak gyártása és a huzalhúzás gyártási folyamata során, mint például a tartórudak és a kvarccsészék.
Optika iktatott
Szintetikus kvarcüveg anyagot használnak lencse, prizma, TFT-LCD HD kijelző és IC fénymaszk hordozóanyagként a csúcsminőségű optikai területen.
A kvarcüveg termékek kulcsfontosságú fogyóeszközök és nyersanyagok a különböző területeken, korlátozzák a feldolgozóiparban a termékek előállítását, és jelenleg nincs alternatív termék, így a kvarcüveg iránti kereslet hosszú távú. A downstream iparágakban, különösen a félvezető- és a fotovoltaikus ipar felgyorsult fejlődésében, a kvarcüvegipar jóléte tovább fog növekedni.
| Lángba olvadt kvarc | Elektromos olvasztott kvarc | Átlátszatlan kvarc | Szintetikus kvarc | ||
| Mechanikai tulajdonságok | Sűrűség (g/cm).3) | 2.2 | 2.2 | 1,95-2,15 | 2.2 |
| Young Modulus(Gpa) | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| Poisson-arány | 0.17 | 0.17 | 0.17 | ||
| Hajlítószilárdság(MPa) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| Nyomószilárdság(MPa) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| Szakítószilárdság(MPa) | 50 | 50 | 50 | ||
| Torziós St mindig th(MPa) | 30 | 30 | 30 | ||
| Mohs-keménység(MPa) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| Buborék átmérője(délután) | 100 | ||||
| Elektromos tulajdonságok | Dielektromos állandó (10 GHz) | 3.74 | 3.74 | 3.74 | 3.74 |
| Veszteségi tényező (10 GHz) | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0002 | |
| Dielec trie St reng th(V/m) | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | 3,7X107 | |
| Ellenállás (20°C) (Q・cm) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Ellenállás (1000℃) (Q •cm) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Termikus tulajdonságok | Lágyuláspont (C) | 1670 | 1710 | 1670 | 1600 |
| Izzítási pont (C) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| St Rain Point(C) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Hővezető(W/M・K) | 1.38 | 1.38 | 1.24 | 1.38 | |
| Fajlagos hő (20 ℃) (J/KG・K) | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| Tágulási együttható (X10-7/K) | a:25C~200C6.4 | a:25C~100C5.7 | a:25C~200C6.4 | a:25C~200C6.4 | |