Ymmärrät kvartsilasia yhdessä minuutissa!

Kvartsilasi on erityinen teollisuustekninen lasi, joka koostuu yhdestä piidioksidin komponentista. Sillä on sarja erinomaisia ominaisuuksia, joita tavallinen lasi ei vertaa. Sitä kehutaan “Lasin kuningas” uusien materiaalien asiantuntijoiden toimesta.

Se on tärkeä perusmateriaali valtakunnallisesti strategisesti nouseville toimialoille, kuten modernille tietoteollisuudelle, optiikka, aurinkosähkö, puolijohteet, ja maanpuolustusalat, kuten ilmailu.

1. Rakenteelliset ominaisuudet kvartsilasi

Puhdas kvartsilasi koostuu yhdestä piidioksidin komponentista (Si02). Si-o-sidokset on järjestetty lyhyen kantaman järjestyksessä ja pitkän kantaman häiriöissä. Koska Si-O-sidosten sidosenergia on vahva ja suhteellisen vakaa.

Siksi, Sillä on korkean pehmenemislämpötilan ominaisuudet, Erinomainen spektri läpäisy, Erittäin alhainen lämmön laajennuskerroin ja sähkönjohtavuus, erittäin korkea kemiallinen vakaus, säteilynkestävyys ja pitkä työikä äärimmäisissä olosuhteissa.

2. Ominaisuudet Kvartsilasi

(1) Optiset ominaisuudet

Kvartsilasi on valikoima erinomaisia optisia ominaisuuksia. Verrattuna tavalliseen lasiin, Suuren puhtaan kvartsilasilla on hyvä läpäisevyys erittäin leveässä spektrissä kaukaisesta ultravioletista (160nm) kaukaa infrapuna (5um), jota ei ole saatavana yleensä optisessa lasissa. Erinomainen spektri läpäisy ja optinen yhtenäisyys tekevät kvartsilasista, jota käytetään laajasti puolijohdelitografiassa ja tarkkuusoptisissa laitteissa.

Lisäksi, Sillä on hyvä säteilykestävyys, ja säteilykestävä kvartsilasi on käytetty laajasti ikkunamateriaalina “Shenzhou” avaruusaluksen sarja, ja “Tiangong” Avaruuslaboratorioiden sarja.

(2) Mekaaniset ominaisuudet

Kvartsilasi on samanlainen kuin tavallinen lasi ja on hauras ja kova materiaali. Kuten tavallinen lasi, Monet tekijät vaikuttavat vahvuusparametreihin, mukaan lukien pintatila, geometria, ja testausmenetelmät.

Läpinäkyvän kvartsilasin puristuslujuus on yleensä 490 ~ 1960MPA, Vetolujuus on 50 ~ 70mPa, Taivutuslujuus on 66 ~ 108MPA, ja vääntölujuus on noin 30mPa.

(3) Sähköiset ominaisuudet

Kvartsilasi on erinomainen sähköeristävä materiaali. Verrattuna tavalliseen lasiin, Sillä on korkeampi resistiivisyys, ja kvartsilasin resistiivisyys huoneenlämpötilassa on jopa 1,8 × 1019Ω∙cm. Lisäksi, Sillä on korkeampi jakautuminen (noin 20 kertaa tavalliseen lasiin verrattuna) ja alempi dielektrinen häviö.

Resistiivisyys vähenee hieman lämpötilan noustessa, ja läpinäkymättömän kvartsilasin resistiivisyys on alhaisempi kuin läpinäkyvän kvartsilasi.

(4) Lämpöominaisuudet

Koska melkein kaikki kvartsilasin sisäpuolet ovat vahva Si-O-sidos, Sen pehmentämislämpötila on erittäin korkea, ja pitkäaikainen työlämpötila voi saavuttaa 1000 °C. Lisäksi, Lämpölaajennuskerroin on alhaisin yleisissä teollisuuslaseissa, ja sen lineaarinen laajennuskerroin voi saavuttaa 5 × 10-7/℃, ja erityisesti käsitelty kvartsilasi voi jopa saavuttaa nollan laajennuksen.

Sillä on myös erittäin hyvä lämpöiskunkestävyys, Vaikka se olisi toistuvasti altistunut äärimmäisistä lämpötilaeroista lyhyessä ajassa, Se ei halkeile. Nämä erinomaiset lämpöominaisuudet tekevät siitä korvaamattoman muille lasille korkeassa lämpötilassa ja äärimmäisissä työympäristöissä.

Puolijohdeteollisuuden sirujen valmistuksessa voidaan käyttää kovaa kvartsilasia, apumateriaalit optisen kuidun valmistukseen, havaintoikkunat teollisissa korkean lämpötilan uuneissa, suuritehoiset sähkövalolähteet, ja lämpöeristyskerroksena avaruussukkien pinnalla. Äärimmäisen alhainen lämpölaajennuskerroin mahdollistaa sen myös tarkkuusvälineissä, linssimateriaalit suurille tähtitieteellisille teleskoopeille, jne.

(5) Kemiallisia ominaisuuksia

Kemiallinen stabiilisuus on erittäin hyvä. Toisin kuin muut kaupalliset lasit, Sillä on erittäin korkea kemiallinen stabiilisuus veteen, Joten sitä voidaan käyttää vesivahinkoissa, jotka vaativat erittäin suurta vettä.

Sillä on erinomainen happo- ja suolavastus, eikä reagoi useimpien happojen ja suolaliuoksien kanssa paitsi hydrofluorivetyhappo, fosforihappo- ja alkalisuoliliuokset. Verrattuna happo- ja suolaliuoksiin, Kvartsilasilla on huono alkaliresistenssi ja se reagoi alkaliliuoksien kanssa korkeissa lämpötiloissa.

Lisäksi, IT ja useimmat oksidit, metallit, Ei-metallit ja kaasut eivät reagoi normaaleissa lämpötiloissa. Erittäin korkea puhtaus ja hyvä kemiallinen stabiilisuus mahdollistaa kvartsilasin käytön puolijohteiden valmistuksessa ja muissa ympäristöissä, jotka vaativat korkeat tuotantoolosuhteet.

3. Kvartsilasi valmistusmenetelmä

Valmistusmenetelmät voidaan jakaa kahteen luokkaan. Ensimmäinen tyyppi saadaan sulattamalla luonnollinen kvartsikide tai piidioksidi raaka -aineeksi, jota kutsutaan luonnolliseksi kvartsilasiksi. Ensimmäinen menetelmätyyppi voidaan jakaa sähköfuusiomenetelmään, kaasun sulatusmenetelmä, plasmafuusiomenetelmä, jne. Lämmönlähteen ja prosessin eron mukaan.

Toinen tyyppi syntetisoidaan piidioksidien yhdisteiden kemiallisella reaktiolla (Sisältää piihalogenidia, Piihydridi ja orgaaninen pii, jne.) raaka-aineina, jota kutsutaan synteettiseksi kvartsilasiksi.

Eri reaktioperiaatteiden mukaan, Toinen menetelmätyyppi voidaan jakaa: Plasman kemiallinen höyryn laskeuma (PCVD), liekin hydrolyysin laskeuma (FHD), ja Sol-Gel-menetelmä.

4. Sovellus kvartsilasi

Sitä käytetään pääasiassa sähkövalonlähteissä, puolijohteet, uudet optiset tekniikat, jne. Uudet valonlähteet: Korkeapaineen elohopeavalaisimet, pitkät arkkitehtävät ksenonilamput, volframjodilamput, talliumjodidilamput, infrapunalamput ja germilamput, jne.

Puolijohde: Se on välttämätön materiaali puolijohdemateriaalien ja laitteiden tuotantoprosessissa, kuten upokkaat germaniumin kasvattamiseksi, Piilikiteitä, Veneen uunin ydinputket ja kellopurkit.

Uuden tekniikan alalla: Käytä sen erinomaista äänen suorituskykyä, Valo ja sähkö ultraäänivervesten tekemiseksi tutkalle, infrapuna seuranta ja suunnan löytäminen, infrapunavalokuvaus, viitaus, spektrografit, ja spektrofotometrit, prisma, linssi, heijastavat ikkunoita suurille tähtitieteellisille teleskooppeille, Korkean lämpötilan käyttöikkunat, reaktorit, radioaktiiviset laitteet; raketit, ohjus nenäkartiot, suuttimet; Radioeristysosat keinotekoisille satelliitteille, säteily; lämmön saldot, Tyhjiöadsorptiolaitteet, tarkkuusvalu, jne.

Sitä käytetään myös: kemianteollisuus, metallurgia, sähkötekniikka, tieteellinen tutkimus, jne.

Kemianteollisuudessa: Sitä voidaan käyttää palamisenä, Jäähdytys- ja tuuletuslaite korkean lämpötilan happohappojen kestävälle kaasulle, Happoliuoksen haihtuminen, jäähdytyksen imeytyminen, säilytyslaite, tislattu veden valmistus, suolahappo, typpihappo, rikkihappo, jne. ja muut fysikaaliset ja kemialliset kokeelliset tarvikkeet.

Korkean lämpötilan toiminnan suhteen: Optista lasia voidaan käyttää, Upokas voidaan tehdä fluoresoivaksi runkoksi, sähköuunin ydinputki, kaasun palamisjäähdytin,Optiikan suhteen: Kvartsilasi ja kvartsilasilla voidaan käyttää rakettisuuttimina, Avaruusaluksen lämpökilpeet ja tarkkailuikkunat, jne.

Lyhyesti, modernin tieteen ja tekniikan kehityksen myötä, Sitä on käytetty laajemmin eri aloilla.