قضيب زجاج كوارتز شفاف مقاوم للحرارة بحجم مخصص وشكل دائري

قضيب زجاج كوارتز السيليكا:

قضيب الكوارتز هو جسم أسطواني صلب مصنوع من الكوارتز المصهور أو السيليكا الاصطناعية. يتميز بخصائص استثنائية. ويُصنع قضيب الكوارتز المصهور من قضيب أسطواني صلب من ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاء (SiO₂) من خلال انصهار بلورات الكوارتز الطبيعية أو المواد الأولية الاصطناعية.

 إنه مادة كوارتز تقنية متقدمة تشتهر بمزيجها الاستثنائي من الخصائص الحرارية والبصرية والكيميائية، مما يجعلها عنصرًا لا غنى عنه في الصناعات التكنولوجية المتقدمة والأبحاث العلمية.

الميزات

• استقرار حراري عالٍ جدًا: يتميز بمعامل تمدد حراري منخفض للغاية ويمكنه تحمل التغيرات الشديدة في درجة الحرارة دون أن يتشقق (مقاومة الصدمة الحرارية). ودرجة انصهاره قريبة من 1630 °مئوية، ويمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل المستمر إلى 1050-1100 °ج.
• أداء بصري متميز: يتمتع بمعامل انتقال مرتفع في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية، والضوء المرئي، وطيف الأشعة تحت الحمراء. وخصوصًا، يُظهر انتقالًا ممتازًا للضوء فوق البنفسجي ذي الموجة القصيرة.
• نقاء كيميائي ممتاز وحياد تام: يتكون من ثاني أكسيد السيليكون النقي بنسبة تزيد عن 99.99%، ويتميز بمقاومة ممتازة تجاه معظم الأحماض (باستثناء حمض الهيدروفلوريك وحمض الفوسفوريك الساخن). ولا يؤدي إلى تلوث البيئات الحساسة حتى في درجات الحرارة العالية.
• عازل كهربائي عالي: يُعد عازلًا كهربائيًا ممتازًا ويحافظ على أداء كهربائي مستقر حتى في درجات الحرارة والترددات العالية.
• خصائص ميكانيكية ممتازة: يتمتع بصلابة وصلابة عالية، ويُظهر قوة ميكانيكية جيدة في درجة حرارة الغرفة. ويتأثر عمره الافتراضي الطويل بدرجة حرارة التشغيل، والبيئة، وجودة المعالجة السطحية.

عملية التصنيع

• تحضير المواد الخام: اختيار بلورات كوارتز طبيعية عالية النقاء أو مواد صناعية قائمة على السيليكون.
• الصهر: تُصهَر المواد الخام في فرن كهربائي عالي الحرارة تحت حماية الفراغ أو الغاز الخامل (عادةً فوق 2000 °C).
• التشكيل: يُسحب الكوارتز المنصهر إلى قضبان أسطوانية موحدة بقطر وطول محددين من خلال عملية دقيقة خاضعة للتحكم.
• التلدين: تمرّ القضبان الكوارتزية المصنعة بعملية تلدين يتم التحكم بها بعناية لإزالة الإجهادات الداخلية وضمان استقرار المادة والمتانة الميكانيكية.
• التشغيل البارد: يمكن إجراء عمليات معالجة لاحقة مثل القص، والطحن، والتلميع، وتلميع اللهب حسب الحاجة لتحقيق أبعاد دقيقة، وسطح ناعم، أو هندسات معينة.

الأنواع الرئيسية

• قضيب كوارتز شفاف: النوع القياسي، يتميز بأعلى معدل انتقال ضوئي، ومناسب للتطبيقات البصرية والإضاءة.
• قضيب كوارتز غير شفاف: يحتوي على عدد كبير من الفقاعات الصغيرة، ما يجعله معتمًا أمام الضوء المرئي لكنه عادةً يسمح بمرور الأشعة تحت الحمراء. وغالبًا ما يكون أكثر مقاومة لصدمة الحرارة وأقل تكلفة.
• قضيب الكوارتز المصهور: يُصنع بواسطة الترسيب الكيميائي للبخار، ويتميز بأعلى درجة نقاء وأداء متفوق في نقل الأشعة فوق البنفسجية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات شديدة الطلب في صناعات أشباه الموصلات والبصريات.
• قوة ميكانيكية جيدة. ويتأثر عمره الافتراضي الطويل بدرجة حرارة الاستخدام والبيئة وجودة المعالجة السطحية.

مزايا قضيب الكوارتز:

• نقاء عالٍ: يتكون أساسًا من ثاني أكسيد السيليكون (SiO 2 ).
• مقاومة للحرارة العالية: يتحمل درجات حرارة تصل إلى 1100 °مئوية (2012 °فهرنهايت) لفترات قصيرة ويمكن استخدامه باستمرار عند 1000 °مئوية (1832 °F).
• تمدد حراري منخفض: مقاوم جدًا للصدمات الحرارية، ما يعني أنه لا يتشقق بسهولة عند التعرض لتغيرات درجات الحرارة السريعة.
• شفافية بصرية ممتازة: يسمح بنقل نطاق واسع من الضوء، من الأشعة فوق البنفسجية (UV) مرورًا بالطيف المرئي ووصولًا إلى الأشعة تحت الحمراء (IR).
• عازلية كهربائية عالية: عازل كهربائي ممتاز حتى في درجات الحرارة العالية.
• مقاومة كيميائية ممتازة: خامل تجاه معظم الأحماض ومقاوم للتآكل، مما يجعله مناسبًا للبيئات الكيميائية القاسية.

التطبيقات الشائعة:

التطبيقات الرئيسية لقضبان الكوارتز، مصنفة حسب الصناعة:

• معالجة الرقائق: تُستخدم كقوارب لحمل الرقائق، وأعمدة داعمة، ومجدافات في أفران الانتشار وأنظمة الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) لحمل رقائق السيليكون أثناء المعالجة بدرجات حرارة عالية.

التطبيقات البصرية: تُستخدم كألياف توجيه ضوئية أو قنوات لنقل الضوء فوق البنفسجي في معدات تصنيع أشباه الموصلات.

• أغلفة المصابيح / غلافات واقية: تُستخدم في مصابيح الهالوجين، ومصابيح الأشعة فوق البنفسجية، ومصابيح التفريغ عالية الشدة. ويقوم الكوارتز بحماية الخيط مع السماح للإشعاع الضوئي عالي الحرارة بالمرور من خلاله.

هياكل الدعم: تعمل كدعامات داخلية للخيوط والأقطاب داخل المصابيح العاملة بدرجات حرارة عالية.

• أجهزة المختبرات: تُستخدم لصنع خلاطات، وحوامل العينات، وأنابيب حماية الزوج الحراري في الأفران ذات درجات الحرارة العالية والتجارب الكيميائية.

الأسطح البصرية والمكونات: تُستخدم كهياكل دعم قوية ومستقرة وغير متغيرة حرارياً في الأنظمة البصرية الدقيقة (مثل تركيب العدسات، والمرايا، وأشعة الليزر).

التحليل الطيفي: تُستخدم كحوامل للعينات أو نوافذ في أجهزة التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء بفضل خصائصها البصرية الممتازة.

• نوافذ الرؤية: تُستخدم كفتحات عرض في الأفران عالية الحرارة، والغلايات، والمجاهر للسماح بمراقبة العمليات الداخلية بصريًا.

أنابيب حماية الزوج الحراري: تحمي الأزواج الحرارية من البيئات المسببة للتآكل وعالية الحرارة، مما يضمن قياسًا دقيقًا لدرجة الحرارة.

المعالجة الحرارية: تُستخدم كأداوات تثبيت وتوجيه وبكرات في سيور النقل الخاصة بعمليات المعالجة الحرارية للزجاج والمعادن.

• مناورة القوالب الأولية: تُستخدم كقضبان مناورة وهياكل داعمة أثناء تصنيع القوالب الأولية للألياف الضوئية.

المواصفات الفنية