قرص كوارتز صهري دائري شفاف ذو انتقال عالي للأشعة فوق البنفسجية

تفاصيل المنتج

المادة الأساسية لقرص الكوارتز المُنصهر هي السيليكا غير المتبلورة، والتي لا تمتلك تأثير الاستقطاب الكهربائي. ومع ذلك، فإن خصائصها البصرية الممتازة ( انتقال ضوئي عالٍ , نطاق انتقال الضوء الواسع )، ومعامل التمدد الحراري المنخفض للغاية، والاستقرار الكيميائي العالي ومقاومة الحرارة تجعلها مستخدمةً على نطاق واسع في مجالات البصريات والأشباه الموصلة والاتصالات البصرية وغيرها.

المرحلة الأساسية في عملية تصنيع قرص الكوارتز المنصهر الشفاف هي صهر مواد رمل الكوارتز عند درجات حرارة عالية لتشكيل جسم زجاجي متجانس، يلي ذلك التشكيل الساخن والمعالجة الباردة.

١. إنتاج لوحة كوارتز شفافة

المرحلة الأولى: إعداد المواد الخام والصهر

هذه هي أساس العملية بأكملها، وتحدد درجة نقاء المادة وخصائصها الأساسية.

١.١ اختيار المواد الأولية للوحة زجاج الكوارتز ومعالجتها

المواد الخام: تُستخدم رمال كوارتز طبيعية عالية النقاء أو مسحوق سيليكون صناعي. بالنسبة للتطبيقات البصرية، يُشترط نقاء عالٍ جدًا، ويجب أن يكون إجمالي محتوى الشوائب المعدنية أقل من بضع أجزاء في المليون (ppm).

المعالجة: يجب تنقية المواد الخام من خلال أساليب فيزيائية وكيميائية مثل الطفو والفصل المغناطيسي والغسيل الحمضي لإزالة الشوائب مثل الأيونات المعدنية والغبار.

١.٢ الانصهار

الهدف: تحويل رمل الكوارتز المتبلور (SiO₂) إلى زجاج كوارتز منصهر غير متبلور.

الأساليب: هناك نوعان رئيسيان

طريقة الانصهار الكهربائي:

في فرن كهربائي محمي بالفراغ أو غاز خامل (مثل الأرجون)، توفر درجة حرارة تجاوز ٢٠٠٠°م بواسطة قوس كهربائي يولَّد بواسطة أقطاب كهربائية أو سخان جرافيتي.

هذه الطريقة يمكن أن تنتج كوارتز منصهرًا بـ محتوى منخفض جدًّا من أيونات الهيدروكسيل (OH⁻) والذي يناسب التطبيقات في نطاق الأشعة فوق البنفسجية

طريقة انصهار اللهب:

يتم رش مسحوق رمل الكوارتز على الهدف من خلال لهب الهيدروجين-الأكسجين أو لهب الأكسجين-الهيدروجين، ثم يترسب طبقة تلو الأخرى بواسطة التغليف.

الكوارتز المنصهر المنتج بهذه الطريقة يحتوي عادةً على محتوى نسبي مرتفع من OH، وهو مناسب لنطاق الأشعة تحت الحمراء، ويمكن استخدامه في تصنيع قوالب كبيرة الحجم.

١.٣ التشكيل والتصليح الحراري

الهدف: تشكيل زجاج الكوارتز المنصهر إلى الشكل الأولي المطلوب (مثل كتلة، قضيب، لوحة) وإزالة الإجهادات الداخلية.

العملية: تُحقن سائل الزجاج الكوارتزي المنصهر في القالب، أو يُشكَّل «جسم أولي» بحجم وشكل محدَّدين عبر التحكُّم في عملية التبريد. وبعد ذلك، يُرسل الجسم الأولي إلى فرن التصليح الحراري ويمر ببطء عبر نطاق حراري مُضبوط بدقة (مثلًا من أكثر من ١١٠٠°م إلى أقل من ٨٠٠°م ). وتُقلِّل هذه العملية الإجهادات الحرارية الداخلية إلى أدنى حدٍّ ممكن وتجعلها متجانسة قدر الإمكان، ما يمنع التشقُّق أو التشوه أثناء المعالجة اللاحقة أو الاستخدام.

٢. المزايا التي تتميَّز بها أقراص الكوارتز:

٢.١ خصائص بصرية استثنائية:

نقل ضوئي عالٍ تقدم أقراص الكوارتز انتقالًا عاليًا جدًّا عبر نطاق طيفي واسع، من الأشعة فوق البنفسجية العميقة (UV) إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) .

إضاءة ضوئية منخفضة : تمتلك قرص الكوارتز لمعانًا خلفيًّا منخفضًا بطبيعته، وهو أمرٌ بالغ الأهمية للقياسات البصرية الحساسة.

٢.٢ استقرار حراري ممتاز:

معامل تمدد حراري منخفض للغاية: مقاوم بشدة للصدمات الحرارية والتشوهات الناتجة عن التغيرات السريعة في درجة الحرارة.

نقطة انصهار مرتفعة: يمكن لقرص الكوارتز أن يتحمل درجات حرارة تشغيل عالية جدًّا. لوحة الكوارتز يمكنها التحمُّل عند ١١٠٠ درجة لمدة طويلة، بينما درجة الحرارة التشغيلية القصيرة المدى هي ١٢٠٠ درجة .

٢.٣ نقاء كيميائي ممتاز ومقاومة كيميائية ممتازة:

الخاملة: مقاومة للغاية للتآكل الناتج عن معظم الأحماض والملحات والمعادن. بالإضافة إلى حمض الهيدروفلوريك، لا يتفاعل زجاج الكوارتز تقريبًا مع باقي الأحماض المستخدمة في المعالجة الكيميائية، ومقاومته للأحماض تفوق مقاومة السيراميك 30 مرة، ومقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ 150 مرة.

٢.٤ أداء عازل كهربائي ممتاز:

قيمة مقاومة قرص الكوارتز تعادل 10,000 ضعف تلك الخاصة بالزجاج العادي. وهو مادة عازلة كهربائية ممتازة ويحافظ على خصائصه الكهربائية الجيدة حتى في درجات الحرارة العالية.

نقاء عالي: يمكن إنتاج أقراص الكوارتز بمستويات منخفضة جدًا من الشوائب، مما يمنع التلوث في العمليات الحساسة.

عازلية كهربائية متفوقة: يتمتع قرص الكوارتز بقوة عزل كهربائي عالية وخسائر عازلة منخفضة.

عتبة تلف الليزر العالية: يمكن لقرص الكوارتز أن تَحْمِلُ شعاعَ الليزرِ عاليَ القوةِ دون أن تتأذّى مما يجعلها مثاليةً لتطبيقات الليزر.

٣. المجالات الرئيسية للتطبيق:

٣.١ البصريات والفيزياء الضوئية:

العدسات، النوافذ، والمنشورات: تُستخدم في معدات التصوير بالأشعة فوق البنفسجية، وأنظمة الليزر عالية القدرة، والتلسكوبات، والأدوات الطيفية.

3.2 الألياف البصرية:

المادة الأساسية للألياف البصرية عالية النقاء المستخدمة في الاتصالات السلكية واللاسلكية ونقل البيانات.

٣.٣ تصنيع أشباه الموصلات:

حاويات الرقائق وأنابيب المعالجة: تُستخدَم كأوعية انصهار وأنابيب انتشار وقوارب لحمل الرقائق في العمليات ذات درجات الحرارة العالية لتنمية بلورات السيليكون وتصنيع الرقائق، وذلك بفضل نقاوتها واستقرارها الحراري.

3.4 الإضاءة:

مصابيح التنبيه عالية الشدة (HID): تُستخدم كمادة غلاف لمصابيح الزئبق، وهاليد المعادن، ومصابيح القوس الزينوني لأنها قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية والإشعاع فوق البنفسجي.

3.5 معدات المختبر

الأنابيب الاختبارية والأدوات المخبرية: تُستخدَم في القياس الطيفي فوق البنفسجي-المرئي (UV-Vis) والتطبيقات التي تتطلّب خاملية كيميائية ومقاومة للصدمات الحرارية.

البيانات الفنية لقرص الكوارتز الشفاف

تاريخ التطوير

البراءات والشهادات

الحزمة

الخدمات                                                                         

الأسئلة الشائعة