什么是熔融石英?石英玻璃加工有哪些应用?

2023-07-12

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什么是熔融石英?

熔融石英是二氧化硅的加工形式,具有非晶态结构。也称为合成熔融石英,这种材料可以通过以下方式制成:

使用气体或电热将二氧化硅颗粒熔化成单一形式,或使用化学品合成玻璃,这两种工艺都可以创建具有粘性的交联3D结构,该结构具有出色的光学特性、抗热冲击性和低热膨胀系数,这意味着它不会随着温度的升高而显着膨胀。

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熔融石英特性

熔融石英具有多种有益特性,使其成为光学产品、高科技产品和各种其他应用的玻璃制造的理想材料,这些包括:

化学性质 

熔融石英产生一种化学惰性玻璃,它被认为具有高水平的化学纯度。这意味着它可以暴露在商业、工业和实验室环境中使用的几种不同类型的化学品中,而不会降解或遭受损坏。虽然氢氧化钾和氢氟酸都会损坏它,但它与大多数其他化学品兼容。

电气性能

熔融石英玻璃是电绝缘的。其电阻随温度而变化,范围从 1018 Ω*cm (20 °C) 到 1010 Ω*cm (400 °C)。它还具有良好的介电性能和高频性能,具有低介电常数和低介电损耗。由于材料结构中的硅氧键间隙较大,只有材料中的离子杂质才能带电和导电,使其具有极强的抵抗力。

机械性能 

熔融石英最独特和最有利的特性之一是它的弹性。制造商可以制造灵活的微机械部件,否则它们在运动过程中会面临破损或磨损。虽然标准玻璃不能用于生产柔性微型器件,因为它存在在精加工阶段产生裂纹的风险,但熔融石英具有更高的弹性和抗微裂纹的能力。熔融石英的强度和抗压性也令人难以置信。拉伸比压缩更容易发生损坏。

光学特性

熔融石英是一种高度透明的材料,可用于从紫外光到红外光范围内的应用,覆盖整个可见光光谱并延伸到远远超出它的范围。制造商还可以通过修改生产过程中使用的技术和纯度水平来定制零件的传输。铝、铁和钠等污染物会改变光吸收。

热性能

熔融石英具有低且非常一致的热膨胀系数,使其成为需要在广泛的温度范围内保持稳定的组件的绝佳材料选择。这一特性及其出色的尺寸稳定性使其能够承受热冲击和任何相关损坏。

熔融石英的应用

由于熔融石英具有非常优越的特性,它可用于商业、工业和实验室应用的各种精密制造,一些最常见的应用包括:

化学和医疗精密玻璃 

熔融石英部件可以承受暴露于化学品和药物配方中,因为它们是化学纯的并且耐化学和热损伤。

电子/电子技术 

熔融石英可用于制造绝缘部件,因为它们不导电,提供高穿透场强度,并确保低电损耗。

高温操作 

由于熔融石英具有低热膨胀系数,因此可用于制造高温应用部件。

光和激光技术 

熔融石英部件可用于激光分离光。

光学系统组件 

制造商可以生产用于光学系统的透射光学部件、镜子、计量组件和透镜。

半导体 

由于其纯度,熔融石英通常用于半导体元件。

紫外线卫生 

熔融石英耐高温和耐辐射,紫外石英玻璃可用于制造紫外线卫生设备。它还允许 UVC 光通过,因此有助于消毒。

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