Fused Quartz Glass: Mga Property, Application, at Gabay sa Pagbili

Ang isang pump laser window sa isang photonics assembly ay nabigo lamang pagkatapos ng 200,000 thermal cycle. Ang ulat ng kabiguan ay tumuturo sa sodium migration at devitrification sa borosilicate window. Ito ay paulit-ulit na problema kapag ang ordinaryong salamin ay ginagamit sa deep-UV o high-temperature optical system. Ang fused quartz glass ay hindi nabigo sa ganoong paraan. Ito ay mahalagang purong silica (SiO2) sa amorphous form, at ang tuluy-tuloy na silica network nito ay nagbibigay ng thermal expansion coefficient na humigit-kumulang anim na beses na mas mababa kaysa sa borosilicate glass. Nagpapadala ito ng liwanag mula sa malalim na ultraviolet sa pamamagitan ng mid-infrared, at lumalaban ito sa pag-atake ng kemikal na nagpapababa sa karaniwang salamin. Iyon ang dahilan kung bakit ang pagpoproseso ng semiconductor, photolithography, spectroscopy, at mga sistema ng pagmamasid sa mataas na temperatura ay tumutukoy sa fused quartz glass bilang karaniwang solusyon. Ipinapaliwanag ng gabay na ito kung ano ang fused quartz glass, kung paano ito inihahambing sa ibang mga pamilya ng salamin, at kung ano ang dapat mong suriin bago tukuyin ito para sa iyong system.

Ano ang Nakafused Quartz Glass?

Ang fused quartz glass ay isang non-crystalline glass na gawa sa halos purong silicon dioxide. Sa isang karaniwang float glass, ang mga modifier ng network tulad ng sodium, potassium, at calcium ay sumisira sa silica network at lumilikha ng mas mahihinang bonding structures. Sa fused quartz glass, ang network ay nananatiling tuluy-tuloy na SiO2 framework. Ang balangkas na iyon ay ang pisikal na dahilan sa likod ng mataas na punto ng paglambot ng materyal, mababang thermal expansion, deep-UV transmission, at chemical resistance.

Ang ruta ng produksyon ay nakakaapekto rin sa mga huling katangian. Ang fused quartz ay karaniwang nagsisimula sa natural na quartz crystal, na durog at natutunaw sa humigit-kumulang 2000 °C. Nagsisimula ang fused silica mula sa isang synthetic precursor gaya ng silicon tetrachloride, na na-hydrolyzed sa isang apoy o plasma. Ang parehong mga produkto ay amorphous SiO2, ngunit ang synthetic fused silica ay may mas mataas na kadalisayan at mas kontroladong hydroxyl content. Para sa maraming optical window, substrate, at mga aplikasyon ng filter, ang fused quartz glass mula sa isang bihasang processor ay naghahatid ng kinakailangang transmission at thermal stability sa mas mababang halaga kaysa sa synthetic fused silica.

Sa Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd., ang walang kulay na quartz optical glass ay isa sa mga walang kulay na optical glass na produkto na aming pinoproseso at ibinibigay. Available ito sa mga sheet, plate, at hugis na mga format para sa optical filters, windows, prisms, at substrates.

Colorless Quartz Optical Glass for High Temperature Optical Systems

Walang Kulay na Quartz Optical Glass para sa Mataas Temperature Optical System Nag-aalok ang fused quartz glass na ito ng mahusay na transparency, mababang chromatic aberration, at mataas na transmittance, na angkop para sa mga instrumentong precision, laser system, at optical lens na nangangailangan ng thermal stability. Tingnan ang Produkto →

Fused Quartz vs. Pinagsamang Silica vs. Standard Glass

Ang talahanayan ng paghahambing ay ang pinakamabilis na paraan upang iposisyon ang fused quartz glass sa tamang kategorya. Ang mga pangunahing variable ay kadalisayan, paghahatid ng UV, katatagan ng thermal, tibay ng kemikal, at kamag-anak na gastos.

Paghahambing ng fused quartz, fused silica, borosilicate, at soda-lime na baso
materyal	SiO2 kadalisayan	UV Cutoff	CTE (×10 ^-6 /K)	Tuloy-tuloy na Serbisyo Temp	Kamag-anak na Gastos
Fused Quartz Glass	≥ 99.9%	~185 nm	0.55	1100 °C	Katamtaman
Fused Silica	≥ 99.99%	~170 nm	0.50	1200 °C	High
Borosilicate	~80%	~300 nm	3.30	450 °C	Mababa
Soda-Lime Glass	~70%	~350 nm	9.00	250 °C	Napakababa

Ang praktikal na takeaway ay ang borosilicate glass ay nananatiling kapaki-pakinabang para sa laboratoryo na babasagin at pangkalahatang mga bintana, at ang soda-lime glass ay mainam para sa pang-araw-araw na glazing. Ngunit kung ang iyong system ay nangangailangan ng gumaganang transmission pababa sa 185 nm o patuloy na operasyon sa itaas 450 °C, alinman sa materyal ay hindi sapat. Fused quartz glass bridges na may katanggap-tanggap na gastos at napatunayang optical performance.

Mga Pangunahing Katangian ng Fused Quartz Glass

Sinusuri muna ng mga inhinyero ng optikal ang dalawang katangian: pagpapalawak ng thermal at pagpapadala ng parang multo. Ipinapakita ng bar chart sa ibaba kung paano inihahambing ang coefficient ng thermal expansion (CTE) ng fused quartz glass sa mga karaniwang alternatibo.

^-6 /K) Fused Quartz 0.55 Borosilicate 3.30 Soda-Lime 9.00

Ang fused quartz glass ay may CTE na humigit-kumulang 0.55 × 10 ^-6 /K. Iyon ay halos anim na beses na mas mababa kaysa sa borosilicate glass at labing anim na beses na mas mababa kaysa sa soda-lime glass. Sa praktikal na mga termino, ang isang 100 mm fused quartz window ay nagbabago ng dimensyon ng humigit-kumulang 0.005 mm kapag pinainit ng 100 K, habang ang isang soda-lime window ay lumalaki ng halos 0.09 mm. Kapag ang mga bahagi ay dapat na humawak ng pagkakahanay sa ilalim ng tuluy-tuloy na pag-init, ang pagkakaibang iyon ang magpapasya kung ang system ay mananatili sa tolerance.

Ang susunod na kadahilanan ng pagganap ay parang multo na paghahatid. Inihahambing ng chart sa ibaba ang mga transmission curve ng fused quartz, borosilicate, at soda-lime glass sa 200–2000 nm range.

Ang parehong materyal ay nagbibigay din ng tuluy-tuloy na paghahatid mula 185 nm patungo sa mid-infrared, na may hindi gaanong pagsipsip sa hanay na 200–2000 nm. Dahil sa transparency ng broadband na ito, ginagamit ng spectroscopy, laser system, at photolithography ang fused quartz bilang window, prism, at substrate material. Sa isang kapaligirang nag-o-oxidize, maaari itong tumakbo nang tuluy-tuloy sa 1100 °C, at posible ang mga maikling ekskursiyon sa 1300 °C na may wastong suporta.

Paano Ginagawa ang Fused Quartz Glass?

Ang ruta ng produksyon ay nahahati sa natural-quartz melting at synthetic deposition. Para sa fused quartz, ang proseso ay nagsisimula sa nilinis na natural na quartz crystal, dinurog sa kinokontrol na laki, pagkatapos ay natunaw sa isang tuluy-tuloy na furnace sa paligid ng 2000 °C. Ang tunaw ay dumadaloy mula sa isang platinum o ceramic nozzle at pinalamig nang dahan-dahan upang maiwasan ang devitrification. Ang isometric na istraktura sa ibaba ay naglalarawan ng plate form na ginagamit ng karamihan sa mga optical component.

Pagkatapos matunaw at mabagal na paglamig, ang salamin ay dumaan sa pagputol, magaspang na paggiling, at pinong buli. Para sa mga optical na bahagi, ang panghuling kalidad ng ibabaw ay karaniwang umaabot sa 40/20 scratch-dig o mas mahusay, na may flatness na kinokontrol sa isang fraction ng isang wavelength. Sinasaklaw ng inspeksyon ang birefringence, bubble content, at transmission sa mga wavelength kung saan tatakbo ang customer sa component.

Sa sintetikong ruta, ang silicon tetrachloride ay na-hydrolyzed sa isang mataas na temperatura na apoy o plasma upang direktang magdeposito ng SiO2. Ang nagreresultang fused silica ay may mas mababang metallic impurity at maaaring i-engineered para sa partikular na OH content, na mahalaga kapag ang application ay nangangailangan ng mataas na transmission malapit sa 2.7 µm. Gayunpaman, ang gastos sa pagproseso ay makabuluhang mas mataas kaysa para sa fused quartz, kaya ang pagpili ay depende sa kinakailangang spectral band at badyet.

Saan Ginagamit ang Fused Quartz Glass?

Gumagalaw ang fused quartz glass mula sa hilaw na materyal patungo sa mga produktong pangwakas na may mataas na halaga sa ilang sektor ng teknolohiya.

Pagproseso ng semiconductor: ang mga quartz window, viewport, at mga bahagi ng furnace ay humahawak ng paulit-ulit na thermal cycling at mga corrosive na gas.
UV photolithography: ang mga substrate ng mask at mga bintana ng lens ay nangangailangan ng deep-UV transmission na may kaunting pagsipsip.
Spectroscopy: ang mga cuvette at sample na mga cell ay nangangailangan ng malawak na spectral na transparency para sa mga tumpak na resulta ng analytical.
Laser system: ginagamit ng mga beamsplitters at protective windows ang materyal bilang isang maaasahang optical medium.
Mga salamin sa mata na may mataas na temperatura: ang mga port ng pagmamasid sa furnace ay nangangailangan ng paglaban sa thermal shock at oxidative attack.
Precision optics: prisms, mirrors, at filter substrates ay nakikinabang mula sa mababang thermal distortion at pare-parehong refractive index.

Para sa mga kumpanyang nangangailangan ng fused quartz glass para sa mga application na ito, ang pagpili ng processor na may tunay na optical na karanasan ay higit na mahalaga kaysa sa paghahambing ng mga pangunahing presyo. Ang aming pasilidad ng produksyon sa Nantong Xiangyang nagpoproseso ng walang kulay na quartz optical glass at iba pang walang kulay na optical glass na mga uri sa mga guhit ng customer para sa parehong mga domestic at export na kliyente.

Paano Pumili ng De-kalidad na Fused Quartz Glass

Ang isang maikling checklist sa pagbili ay mas kapaki-pakinabang sa pagsasanay kaysa sa isang mahabang sheet ng detalye. Ang sumusunod na limang puntos ay sumasaklaw sa mga desisyon na nakakaapekto sa aktwal na pagganap ng system.

Itugma ang kinakailangan sa paghahatid sa nilalaman ng OH. Para sa mga UV application, ang low-OH fused quartz ay nagbibigay ng mas mahusay na deep-UV transmission. Para sa mid-IR na paggamit, ang mataas na OH na nilalaman ay maaaring mabawasan ang pagsipsip malapit sa 2.7 µm.
Kumpirmahin ang thermal specification. Suriin ang tuluy-tuloy na temperatura ng serbisyo at panandaliang peak sa supplier, dahil ang temperatura ng paglambot ay nakasalalay sa kadalisayan at paraan ng pagbuo.
Suriin ang kalidad at flatness ng ibabaw. Para sa mga optical window, ang 40/20 scratch-dig ay isang karaniwang panimulang punto. Kung ang bahagi ay napupunta sa isang laser cavity, humiling ng mas mahigpit na flatness at mas mababang wavefront error.
I-verify ang kadalisayan at pagpaparaya sa bula. Ang pagkakaroon ng mga bula at mga dumi ng metal ay direktang nakakaapekto sa pagkalat at pagsipsip sa mga sistemang hinihingi.
Magtanong tungkol sa pagpapasadya. Ang mga hindi karaniwang sukat, hugis na prisma, butas, at mga mounting slot ay praktikal lahat kapag ang supplier ay maaaring magproseso ng salamin sa loob ng bahay.

Para sa karaniwang UV window, ang supplier ay dapat magbigay ng dokumentadong data ng paghahatid. Ang paghingi ng transmission curve mula 185 nm hanggang 2500 nm ay nagbibigay ng direktang paghahambing laban sa iyong kinakailangan sa system, na naghihiwalay sa isang maayos na naprosesong baso mula sa isang generic na grado ng materyal. Para sa mas malawak na pagtingin sa kung paano ginagamit ang walang kulay na optical glass sa mga industriya, sumangguni sa gabay na ito sa walang kulay na optical glass application .

Ultra-White Colorless Optical Glass for Precision Imaging

Ultra-White Colorless Optical Glass para sa Precision Imaging Sa napakababang nilalaman ng impurity at mataas na transparency, ang ultra-white na salamin na ito ay perpekto para sa mga lente ng camera, microscope, at laser system kung saan mahalaga ang malinaw at tumpak na mga larawan. Tingnan ang Produkto →

Kapag ang application ay humihiling ng pinakamababang posibleng pagsipsip sa buong nakikitang banda, ang ultrawhite na walang kulay na optical glass ay isang angkop na opsyon. Pinapanatili nito ang isang makintab na ibabaw at mababang nilalaman ng bubble para sa precision imaging at mga sistema ng pag-iilaw.

Mga Madalas Itanong

Q1: Ano ang fused quartz glass?

A1: Ang fused quartz glass ay isang amorphous solid na gawa sa halos purong silicon dioxide (SiO2). Ang tuluy-tuloy na network ng silica nito ay nagbibigay dito ng mababang thermal expansion, deep-UV transmission, at mataas na chemical resistance.

Q2: Fused quartz vs fused silica: Ano ang pagkakaiba?

A2: Ang fused quartz ay nagsisimula sa natural na quartz crystal, habang ang fused silica ay nagsisimula sa isang synthetic na silicon precursor. Ang fused silica ay may mas mataas na kadalisayan at mas kontroladong nilalaman ng OH, ngunit ang fused quartz ay nag-aalok ng mas cost-effective na solusyon para sa maraming mga aplikasyon.

Q3: Anong temperatura ang kayang tiisin ng fused quartz glass?

A3: Ang fused quartz ay maaaring gumana nang tuluy-tuloy sa 1100 °C, at ang mga maikling excursion hanggang 1300 °C ay posible. Ang thermal stability na ito ay malayo sa borosilicate at soda-lime glass.

Q4: Ang fused quartz glass ba ay nagpapadala ng UV light?

A4: Oo. Ang de-kalidad na fused quartz ay nagpapadala ng ultraviolet light simula sa paligid ng 185 nm, na ginagawa itong karaniwang materyal para sa UV photolithography at spectroscopy.

Q5: Para saan ginagamit ang fused quartz glass?

A5: Kasama sa mga karaniwang gamit ang mga semiconductor windows, UV optics, spectroscopy cuvettes, laser protective windows, at high-temperature sight glasses.

Q6: Magkano ang halaga ng fused quartz glass?

A6: Ang fused quartz ay nagkakahalaga ng higit sa borosilicate o soda-lime glass dahil sa mataas na temperatura ng pagkatunaw at mga kinakailangan sa kadalisayan, ngunit ito ay karaniwang mas abot-kaya kaysa sa synthetic fused silica. Depende ang presyo sa laki, kapal, kalidad ng ibabaw, at dami.