أنبوب زجاج كوارتز شفاف مخصص مقاوم لدرجات الحرارة العالية من أجل التسخين

تعريف أنبوب الزجاج الكوارتزي

الكوارتز الزجاج الأنابيب هي وعاء أسطوانية تُصنع أساسًا من الكوارتز المصهور، وهو مادة تشتهر بخصائصها الاستثنائية. ومن أبرز خصائصها درجة انصهار مرتفعة جدًا ومقاومة فائقة للصدمات الحرارية، مما يسمح لها بالتحمل التغيرات السريعة في درجة الحرارة دون أن تنكسر. بالإضافة إلى ذلك، توفر هذه الأنابيب نقاءً عاليًا، وشفافية بصرية ممتازة (من الأشعة فوق البنفسجية إلى تحت الحمراء)، وعزل كهربائي متميز.

تجعل هذه الخصائص أنابيب الكوارتز الزجاج ضرورية في مختلف الصناعات. وتُستخدم عادةً كغلاف حماية لأزواج حرارية، أو بطانات في الأفران ذات درجات الحرارة العالية، أو غرف لمعالجة رقائق أشباه الموصلات، أو مكونات في أنظمة الإضاءة (مثل المصابيح الهالوجينية ومصابيح الأشعة فوق البنفسجية). كما أن خمولها الكيميائي يجعلها مثالية للتعامل مع المواد الكاشطة في البيئات المخبرية والصناعية.

عمليات تصنيع الكوارتز الزجاج الأنبوب

الكوارتز الزجاج تُصنع الأنابيب من خلال عمليات الانصهار والسحب المستمرة. يتم تغذية المادة الخام إلى فرن عالي الحرارة، حيث تنصهر. ثم يُسحب كوارتز مصهور فوق قلب لتشكيل أنبوب مستمر بقطر وسمك جدار محددين. تتطلب العملية تحكمًا دقيقًا لضمان الدقة الأبعادية ومنع تكوّن الفقاعات والشوائب. قد تشمل الخطوات اللاحقة القطع، وتلميع الأطراف باللهب لمنع التشقق  المواقف ، وعمليات تشغيل ميكانيكية مختلفة.

خصائص أنبوب زجاج الكوارتز

• خصائص حرارية استثنائية

مقاومة عالية للحرارة: أنابيب الكوارتز الزجاج تمتلك نقطة انصهار مرتفعة جدًا ويمكن استخدامها بشكل مستمر عند درجات حرارة تصل إلى 1100 °مئوية. مما يجعلها مثالية للأفران، وعمليات الانتشار، وحماية الأزواج الحرارية العاملة عند درجات حرارة عالية.

مقاومة استثنائية للصدمات الحرارية: يمكنها تحمل التغيرات السريعة والشديدة في درجات الحرارة دون أن تنكسر، وهي خاصية تنتج عن معامل التمدد الحراري المنخفض جداً لديها.

• وضوح بصري متفوق

الكوارتز الزجاج توفر الأنابيب، خاصة تلك المصنوعة من الكوارتز المنصهر عالي النقاء، نقلًا ممتازًا عبر طيف واسع من الضوء. وهي شفافة جدًا للضوء فوق البنفسجي (UV) والضوء المرئي والضوء تحت الأحمر (IR). مما يجعلها مثالية لأنظمة الإضاءة بالأشعة فوق البنفسجية (مثل مصابيح بخار الزئبق)، والطباعة الضوئية في صناعة أشباه الموصلات، والعديد من الأجهزة البصرية.

• النقاء العالي والاستقرار الكيميائي

الكوارتز خامل كيميائيًا بطبيعته. الكوارتز الزجاج تتميز الأنابيب بمقاومة عالية لمعظم الأحماض والملح والهالوجينات (مثل الكلور والبروم) عند درجات حرارة مرتفعة. ويمنع هذا النقاء العالي التلوث في العمليات الحساسة مثل تصنيع رقائق أشباه الموصلات والإنتاج الصيدلاني.

• عازل كهربائي جيد

بفضل مقاومتها الكهربائية العالية وخسائرها العازلة المنخفضة، فإن أنابيب الكوارتز تمثل عوازل كهربائية ممتازة، حتى عند درجات الحرارة العالية جدًا. وهذا أمر بالغ الأهمية في تطبيقات الإضاءة وأنظمة الليزر وعناصر التسخين الكهربائية ذات درجات الحرارة العالية. الزجاج الأنابيب هي عوازل كهربائية ممتازة، حتى عند درجات الحرارة العالية جدًا. وهذا أمر بالغ الأهمية في تطبيقات الإضاءة وأنظمة الليزر وعناصر التسخين الكهربائية ذات درجات الحرارة العالية.

• الخصائص الميكانيكية والفيزيائية

تمتلك هذه الأنابيب قوة ميكانيكية وجساءة جيدين تحت تأثير الأحمال الضاغطة. ومع ذلك، وكمعظم أدوات الزجاج، فإنها هشة وقد تكون عرضة للتأثيرات أو الأضرار الميكانيكية إذا لم تُعالج بعناية.

• نقاء عالٍ ومقاومة كيميائية

الخامة: الكوارتز أنبوب زجاجي هو مقاومة عالية للتآكل الناتج عن معظم الأحماض والملحات والمعادن.  هذا  كيميائي  الخواص الكيميائية غير النشطة  يضمن  نقاء المنتج  في  حساسة  العمليات.

موصلية حرارية منخفضة: تعمل كعازل ممتاز في درجات الحرارة العالية .

تطبيق أنبوب الزجاج الكوارتي

الكوارتز الزجاج تُعدّ الأنابيب مكونات حيوية في العديد من العمليات التقنية والصناعية بسبب تركيبتها الفريدة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

• صناعة أشباه الموصلات:

في تصنيع الرقائق الدقيقة، يُستخدم الكوارتز فائق النقاء الزجاج تُستخدم الأنابيب كأنابيب انتشار، وغرف أكسدة، وبطانات للأفران في معدات معالجة الرقائق. حيث تمنع نقاوتها تلوث رقائق السيليكون، في حين أن استقرارها الحراري ضروري لعمليات التغليف والتحميص عند درجات الحرارة العالية.

• الإضاءة:

الكوارتز الزجاج تُستخدم الأنابيب كمادة غلاف مفضلة في المصابيح الهالوجينية، ومصابيح التفريغ عالية الشدة (HID)، ومصابيح التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية. إن قدرتها على تحمل درجات الحرارة والضغط العالي، إلى جانب شفافيتها للأشعة فوق البنفسجية، أمر بالغ الأهمية لكفاءة هذه المصادر الضوئية وطول عمرها الافتراضي.

• المختبرات والمعالجة الكيميائية:

تجعل مقاومتها للصدمات الحرارية والمواد الكيميائية المسببة للتآكل من الكوارتز الزجاج أنابيب مثالية لأجهزة المختبرات مثل المفاعلات، والمكثفات، وحوامل العينات. وتُستخدم في عملية الهضم بالحمض، وأنظمة الترسيب الكيميائي من البخار (CVD)، والتجارب البصرية الدقيقة.

• عناصر التسخين:

تُستخدم أنابيب الكوارتز على نطاق واسع كغلاف واقٍ لعناصر التسخين ذات الغلاف المعدني، وكجسم مشع في السخانات تحت الحمراء، حيث توفر انتقال حرارة فعالاً ونظيفاً.

الأنواع الشائعة للكوارتز الزجاج الأنبوب

كوارتز منصهر شفاف: درجة قياسية للتطبيقات العامة ذات درجات الحرارة العالية.

كوارتز منصهر معتم: يحتوي على العديد من الفقاعات الهوائية الصغيرة، مما يوفر تفريق ضوء أفضل وموصلية حرارية أقل قليلاً.

سيليكا منصهرة صناعية: تُصنع من رباعي كلوريد السيليكون المصنّع كيميائيًا، وتوفر أعلى درجة نقاء وإرسال للأشعة فوق البنفسجية للتطبيقات الحرجة مثل تصوير رقائق أشباه الموصلات.

المواصفات الفنية  من أنبوب زجاج الكوارتز