Co je to tavený křemen?
Tavený křemen je zpracovatelská forma oxidu křemičitého, s amorfní strukturou. Také známý jako syntetický tavený oxid křemičitý, tento materiál lze vyrobit následujícími způsoby:
Použití plynu nebo elektrického tepla k roztavení částic oxidu křemičitého do jediné formy, nebo použití chemikálií k syntéze skla, oba tyto procesy mohou vytvořit viskózní zesíťovanou 3D strukturu, který má vynikající optické vlastnosti, odolnost proti tepelným šokům a nízký koeficient tepelné roztažnosti, což znamená, že se se zvýšením teploty nebude výrazně rozšiřovat.
Charakteristika taveného křemene
Tavený křemen má mnoho prospěšných vlastností, což z něj činí ideální materiál pro optické produkty, high-tech produkty a výroba skla pro různé další aplikace. Tyto zahrnují:
Chemické vlastnosti: tavený křemen vytváří chemicky inertní sklo, který je považován za vysoce chemicky čistý. To znamená, že může být vystaven několika různým typům chemikálií používaných v komerčním využití, průmyslové a laboratorní prostředí bez degradace nebo poškození. I když jak hydroxid draselný, tak kyselina fluorovodíková jej mohou poškodit, je kompatibilní s většinou ostatních chemikálií.
Elektrické vlastnosti: tavené křemičité sklo je elektricky izolováno. Jeho odpor se mění s teplotou, v rozmezí od 1018 Ach * cm (20 °C) na 1010 Ach * cm (400 °C). Má také dobré dielektrické vlastnosti a vysokofrekvenční výkon, nízká dielektrická konstanta a nízké dielektrické ztráty. Díky velké mezeře křemíkové kyslíkové vazby ve struktuře materiálu, pouze iontové nečistoty v materiálu mohou být nabité a vodivé, díky tomu je extrémně odolný.
Mechanické vlastnosti: Jednou z nejunikátnějších a nejpříznivějších vlastností taveného křemene je jeho pružnost. Výrobci mohou vyrábět flexibilní MEMS komponenty, jinak budou čelit rozbití nebo opotřebení během pohybu. Ačkoli standardní sklo nelze použít k výrobě flexibilních mikrozařízení kvůli riziku prasklin ve fázi konečné úpravy, tavený oxid křemičitý má vyšší elasticitu a odolnost proti mikrotrhlinám. Neuvěřitelná je také pevnost a odolnost taveného křemene v tlaku. Poškození tahem je pravděpodobnější než poškození tlakem.
Optické charakteristiky: tavený oxid křemičitý je vysoce transparentní materiál, které lze použít pro aplikace od ultrafialového až po infračervené světlo, pokrývající celé viditelné spektrum a sahající daleko za jeho rozsah. Výrobci mohou také přizpůsobit přenos dílů úpravou technologie a úrovní čistoty používaných ve výrobním procesu. Znečišťující látky, jako je hliník, žehlička, a sodík mění absorpci světla.
Tepelný výkon Tavený oxid křemičitý má nízký a velmi konzistentní koeficient tepelné roztažnosti, což z něj činí vynikající volbu materiálu pro součásti, které musí být stabilní v širokém rozsahu teplot. Tato vlastnost a její vynikající rozměrová stabilita mu umožňují odolávat teplotním šokům a souvisejícím poškozením.
Aplikace taveného křemene
Díky svým vynikajícím vlastnostem, tavený oxid křemičitý lze použít v různé přesné výrobě pro komerční účely, průmyslové a laboratorní aplikace. Některé z nejběžnějších aplikací zahrnují:
Chemické a lékařské přesné sklo: Komponenty z taveného oxidu křemičitého mohou odolat působení chemikálií a lékových forem, protože jsou chemicky čisté a odolné vůči chemickému a tepelnému poškození.
Elektronika/Elektronika: Tavený křemen lze použít k výrobě izolačních dílů, protože jsou nevodivé, poskytují vysokou penetrační sílu pole, a zajistit nízké elektrické ztráty.
Vysokoteplotní provoz: Díky nízkému koeficientu tepelné roztažnosti taveného oxidu křemičitého, lze jej použít k výrobě součástí pro vysokoteplotní aplikace.
Světelná a laserová technologie: komponenty z taveného oxidu křemičitého lze použít pro laserovou separaci světla.
Komponenty optického systému: výrobci mohou vyrábět přenosové optické komponenty, zrcadla, měřicí komponenty a čočky pro optické systémy.
Polovodič: Kvůli jeho čistotě, tavený oxid křemičitý se obvykle používá pro polovodičové součástky.
Ultrafialové zdraví: tavený křemen je odolný vůči vysokým teplotám a záření. Ultrafialové křemenné sklo lze použít k výrobě ultrafialového zdravotnického zařízení. Umožňuje také průchod UVC záření, čímž přispívá k dezinfekci.
Řezání taveného křemene
https://www.youtube.com/watch?v=zoS5XGlmYH8
