硅玻璃也称为石英或二氧化硅,是一种几乎完全由纯二氧化硅制成的优质玻璃。二氧化硅(SiO 2)占原料重量的99.9%之多,决定了材料的利用价值。
石英玻璃是如何制造的?
硅玻璃生产原料为优质山晶。基本的生产方法是在真空或惰性气氛中在约100℃的温度下熔化石英。2,000°C。该过程在电炉或火焰炉中进行,然后将熔融材料缓慢冷却。
或者,也可以通过熔融细石英砂来生产石英玻璃。然而,由于截留了微小气泡,该产品具有虹彩效果。
最高品质的石英玻璃(标记为 JGS-1)目前由合成二氧化硅 (SiCl 4 )生产。经过氧氢火焰处理后,它成为纯度极高的原材料。产品无气泡、无夹杂物,保证最佳的光学参数。
硅玻璃的物理化学性能
硅玻璃的热膨胀系数低。这意味着它能够抵抗热冲击。当加热到很高的温度(高达1100°C)时,即使在水中突然冷却也不会破裂。
石英玻璃的其他显着实用优势包括:
完美的透明度;
最小的导热性和导电性;
高紫外线和红外线辐射透过率;
相对较高的抗压和抗拉强度。
硅玻璃独特的化学性质也值得注意。它耐水和酸(氢氟酸除外)。该材料的缺点是耐碱性差。
硅玻璃与其他类型的玻璃有何不同?
与工业中使用的其他类型的玻璃(例如浮法玻璃或技术玻璃)相比,石英玻璃具有出色的透明度、耐用性以及紫外线和红外线的透过率。后一特性与电磁辐射的低吸收有关。
耐化学性和高转变温度使硅玻璃适合非常特定的科学和工业应用。尽管价格相对较高,但这种原材料在许多生产领域实际上是不可替代的。
石英玻璃——最重要的应用
硅玻璃广泛应用于光学领域,特别是光度测定和光谱学领域。它用于生产测量设备、照排机、紫外线灯、光学镜片、显微镜和视镜,以及激光镜片和镜面棱镜。室内日光浴沙龙也是一种流行的商业应用,其中紫外线透射率水平尤为重要。
由于其较高的物理和化学耐受性,石英玻璃用于制造实验室玻璃器皿,如坩埚、烧杯、蒸发器、退火锅和燃烧舟。作为优质手表玻璃和生产耐热瓷砖的原料也是不可替代的。
石英玻璃还用于制造电信光纤的芯。透明度和低色散的参数决定了在此背景下的高度适用性。
硅玻璃应用的其他前景领域包括半导体制造、照明工业、电子和摄影。金属化后,还可用于精密微波电路的生产。
选择最佳的硅玻璃
石英玻璃根据纯度进行分类,纯度影响产品的最终特性。在光学方面,最好使用由合成二氧化硅制成的最高品质的 JGS-1 玻璃。JGS-2 和 JGS-3 质量等级与较低的性能特征相关。
因此,对于每种工业应用,建议选择将质量要求与经济合理性相结合的硅玻璃。材料分类的通用标准有助于做出最佳决策。 |