Кварцевое стекло
- Продукты
- Патрон из карбида кремния с пластинчатым штифтом
- Патрон с кольцевой канавкой
- Пористый керамический патрон
- Воздушный плавающий стол
- Керамическая рука
- Электростатический патрон
- Керамическая балка
- Керамический поршень
- Детали AISiC
- Керамические детали
- Кварцевые детали
- Конструкционные компоненты ПЭЭК
- Керамический направляющий
- Материалы
0102030405
Кварцевое стекло, расплавленное с различными видами чистого натурального кварца
Конструктивная особенность кварцевого стекла
Чистое кварцевое стекло состоит из одного компонента — диоксида кремния (SiO₂), а связи Si-O в кварцевом стекле расположены в ближнем упорядоченном и дальнем неупорядоченном состоянии. Благодаря сильной и стабильной энергии связи Si-O кварцевое стекло имеет высокую температуру размягчения, превосходный спектральный коэффициент пропускания, очень низкий коэффициент теплового расширения и проводимости, очень высокую химическую стабильность, стойкость к радиации и длительный срок службы в экстремальных условиях.
Оптические свойства
Кварцевое стекло обладает целым рядом превосходных оптических свойств. По сравнению с обычным стеклом, высокочистое кварцевое стекло обладает хорошим пропусканием в чрезвычайно широком спектре – от дальнего ультрафиолета (160 нм) до дальнего инфракрасного (5 мкм), что недоступно для обычного оптического стекла. Превосходное спектральное пропускание и оптическая однородность делают кварцевое стекло широко используемым в полупроводниковой литографии и прецизионных оптических устройствах. Кроме того, кварцевое стекло обладает хорошей радиационной стойкостью. Радиационностойкое кварцевое стекло широко используется в качестве материала для иллюминаторов космических аппаратов и защитных покрытий ключевых компонентов космических лабораторий.
Механические свойства
Кварцевое стекло, как и обычное стекло, хрупкое и твёрдое. Как и у обычного стекла, прочностные характеристики кварцевого стекла зависят от многих факторов, включая состояние поверхности, геометрию и метод испытаний. Прочность прозрачного кварцевого стекла на сжатие обычно составляет 490–1960 МПа, на растяжение – 50–70 МПа, на изгиб – 66–108 МПа, а на кручение – около 30 МПа.
Электрические свойства
Кварцевое стекло — превосходный электроизоляционный материал. По сравнению с обычным стеклом, кварцевое стекло обладает более высоким удельным сопротивлением, достигающим 1,8×1019 Ом∙см при комнатной температуре. Кроме того, кварцевое стекло имеет более высокое пробивное напряжение (примерно в 20 раз выше, чем у обычного стекла) и меньшие диэлектрические потери. Удельное сопротивление кварцевого стекла несколько уменьшается с повышением температуры, а удельное сопротивление непрозрачного кварцевого стекла ниже, чем прозрачного.
Тепловые свойства
Поскольку кварцевое стекло практически полностью состоит из прочной связи Si-O, его температура размягчения очень высока, а длительная рабочая температура может достигать 1000 °C. Кроме того, коэффициент теплового расширения кварцевого стекла является самым низким среди обычных промышленных стекол, а его коэффициент линейного расширения может достигать 5 × 10-7 / °C. Специально обработанное кварцевое стекло может даже достичь нулевого расширения. Кварцевое стекло также обладает очень высокой стойкостью к тепловому удару: даже при многократном сильном перепаде температур в течение короткого периода времени оно не трескается. Эти превосходные тепловые свойства делают кварцевое стекло незаменимым в условиях высоких температур и экстремальных условий эксплуатации.
Кварцевое стекло высокой чистоты может использоваться при изготовлении микросхем в полупроводниковой промышленности, в качестве вспомогательных материалов для производства оптического волокна, в окнах наблюдения для промышленных высокотемпературных печей, в источниках электрического освещения высокой мощности, а также в качестве теплоизоляционного слоя на поверхности космических кораблей. Чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения также позволяет использовать кварцевое стекло в прецизионных приборах и в качестве материала линз для крупных астрономических телескопов.
Химические свойства
Кварцевое стекло обладает очень хорошей химической стойкостью. В отличие от других коммерческих стекол, кварцевое стекло химически устойчиво к воде, поэтому его можно использовать в дистилляторах воды, требующих очень высокой чистоты воды. Кварцевое стекло обладает превосходной кислото- и солестойкостью, поэтому его можно использовать в дистилляторах воды, требующих очень высокой чистоты воды. Кварцевое стекло обладает превосходной кислото- и солестойкостью, за исключением плавиковой кислоты, фосфорной кислоты и основных солевых растворов, оно не реагирует с большинством кислот и солевых растворов. По сравнению с кислотными и солевыми растворами кварцевое стекло имеет плохую щелочестойкость и реагирует с щелочными растворами при высоких температурах. Кроме того, кварцевое стекло и большинство оксидов, металлов, неметаллов и газов не реагируют при обычных температурах. Чрезвычайно высокая чистота и хорошая химическая стойкость делают кварцевое стекло подходящим для использования в средах с высокими производственными условиями в производстве полупроводников.
Другие объекты недвижимости
Проницаемость: структура кварцевого стекла очень разреженная, и даже при высоких температурах она позволяет ионам некоторых газов диффундировать через сетку. Диффузия ионов натрия является наиболее быстрой. Эта характеристика кварцевого стекла особенно важна для пользователей, например, когда кварцевое стекло используется в качестве высокотемпературного контейнера или диффузионной трубки в полупроводниковой промышленности. Из-за высокой чистоты полупроводникового материала огнеупорный материал, контактирующий с кварцевым стеклом в качестве футеровки печи, должен быть предварительно обработан высокой температурой и очищен для удаления щелочных примесей калия и натрия, прежде чем его можно будет поместить в кварцевое стекло для использования.
Применение кварцевого стекла
Кварцевое стекло, являясь важным материалом, широко используется в оптической связи, аэрокосмической промышленности, источниках электрического света, полупроводниках, новых оптических технологиях.
1. Область оптической связи: кварцевое стекло является вспомогательным материалом для производства сборных стержней оптического волокна и вытяжки оптического волокна, в основном обслуживая рынок соединения базовых станций, а наступление эры 5G принесло огромный рыночный спрос на оптическое волокно.
2. Новый вид освещения: ртутная лампа высокого давления, ксеноновая лампа, вольфрамовая лампа на основе йодида 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, тигли из монокристаллического кремния, трубы сердечника печи и колокола и т. д.
4. В области новых технологий: с их превосходными характеристиками звука, света и электричества, ультразвуковая линия задержки на радаре, инфракрасное пеленгование слежения, призма, линза инфракрасной фотографии, связь, спектрограф, спектрофотометр, отражающее окно большого астрономического телескопа, высокотемпературное рабочее окно, реакторы, радиоактивные установки; ракеты, носовые обтекатели ракет, сопла и обтекатели антенн, радиоизоляционные детали для искусственных спутников; термовесы, вакуумные адсорбционные устройства, точное литье и т. д.
Кварцевое стекло также используется в химической промышленности, металлургии, электротехнике, научных исследованиях и других областях. В химической промышленности оно может использоваться для сжигания кислотостойкого газа при высоких температурах, в охлаждающих и вентиляционных устройствах, в устройствах хранения, для приготовления дистиллированной воды, соляной, азотной, серной кислот и т. д., а также для других физических и химических экспериментов. При высоких температурах его можно использовать в качестве активной зоны электропечи и радиатора для сжигания газа. В оптике кварцевое стекло и кварцевая стекловата могут использоваться в качестве сопел ракет, теплозащитных экранов космических аппаратов и иллюминаторов. Одним словом, с развитием современной науки и техники кварцевое стекло нашло более широкое применение в различных областях.
Области применения кварцевого стекла
Благодаря превосходным физическим и химическим свойствам кварцевое стекло широко используется в высокотемпературных, чистых, коррозионностойких, светопропускающих, фильтрующих и других специфических высокотехнологичных процессах производства продукции, является незаменимым важным материалом в полупроводниковой, аэрокосмической промышленности, оптической связи.
Полупроводниковое поле
Изделия из полупроводникового кварцевого стекла занимают 68% рынка кварцевого стекла, а сфера полупроводников является крупнейшей сферой применения кварцевого стекла. Материалы и изделия из кварцевого стекла широко используются в производстве полупроводниковых кристаллов и необходимы для размещения устройств и расходных материалов для полостей в процессах травления, диффузии и окисления полупроводников.
Оптическая область связи
Кварцевые стержни являются основным сырьем для производства оптического волокна. Более 95% готовых волоконных стержней изготавливаются из высокочистого кварцевого стекла, а большое количество кварцевого стекла расходуется в процессе изготовления волоконных стержней и волочения проволоки, например, для изготовления держателей и кварцевых чашек.
Оптика подана
Материал из синтетического кварцевого стекла используется в качестве материала подложки линз, призм, TFT-LCD HD дисплеев и световых масок ИС в высокотехнологичной оптической области.
Изделия из кварцевого стекла являются ключевым расходным материалом и сырьем в различных отраслях, что ограничивает производство продукции в перерабатывающей промышленности, и в настоящее время альтернативы нет, поэтому спрос на кварцевое стекло долгосрочный. В перерабатывающей промышленности, особенно в связи с ускоренным развитием полупроводниковой и фотоэлектрической промышленности, процветание кварцевого стекла будет продолжать расти.
| Пламеплавленный кварц | Электроплавленый кварц | Непрозрачный кварц | Синтетический кварц | ||
| Механические свойства | Плотность (г/см3)3） | 2.2 | 2.2 | 1.95-2.15 | 2.2 |
| Модуль Юнга(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 | ||
| Прочность на кручение（МПа） | 30 | 30 | 30 | ||
| Твердость по шкале Мооса（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 | |
| Dielec trie St reng th（В/м） | 3.7X107 | 3.7X107 | 3.7X107 | 3.7X107 | |
| Удельное сопротивление (20°C) (Q)・см) | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| Удельное сопротивление (1000 ℃) (Ом • см) | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| Тепловые свойства | Температура размягчения (C) | 1670 | 1710 | 1670 | 1600 |
| Температура отжига (C) | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| Сент-Рейн Пойнт（С） | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| Теплопроводность（В/М・К） | 1.38 | 1.38 | 1.24 | 1.38 | |
| Удельная теплоёмкость (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 | |