Křemenná zkumavka s jedním uzavřeným koncem pro laboratorní sklo

Definice křemenné trubice

Křemenné zkumavky jsou nepostradatelné vysokovýkonné laboratorní a průmyslové komponenty vyrobené z vysokě čistého taveného křemičitanu, obvykle s obsahem křemíku 99,9 % nebo vyšším, přičemž u vysoce kvalitních variant dosahuje čistota SiO₂ až 99,99 %. Výrobní proces zahrnuje tavbu přírodních krystalů křemene při extrémně vysoké teplotě kolem 2000 °C, následovanou přesnými technikami zpracování, jako je protažení a tvarování, aby byla zajištěna rovnoměrná tloušťka stěn a strukturální integrita. Tyto trubice se odlišují od běžného skla a borosilikátových alternativ díky své výjimečné kombinaci tepelných, chemických, optických a mechanických vlastností, což je činí nenahraditelnými v mnoha náročných aplikacích.

Procesy výroby křemenné zkušební trubice

Křemenné trubice se vyrábějí procesy spojitého tavení a tažení. Surovina je přiváděna do vysokoteplotní pece, kde se taví. Roztavený křemen je následně tažen přes mandrín, čímž vzniká nepřetržitá trubice s určitým průměrem a tloušťkou stěny. Tento proces vyžaduje přesnou kontrolu, aby byla zajištěna rozměrová přesnost a zabránilo se tvorbě bublin a nečistot. Následné kroky mohou zahrnovat řezání, ohněm leštění konců za účelem prevence praskání a různé obráběcí operace.

Vlastnosti křemenné zkušební trubice

1. Vynikající tepelné vlastnosti
Odolnost proti vysokým teplotám: Křemenné trubice mají velmi vysoký bod změknutí a lze je nepřetržitě používat při teplotách až do 1100 °C. Díky tomu jsou ideální pro použití v pecích, difuzních procesech a jako ochrana termočlánků při vysokých teplotách.
Vynikající odolnost proti tepelnému šoku: Odolávají rychlým a extrémním změnám teploty bez praskání, což je vlastnost odvozená od velmi nízkého koeficientu tepelné roztažnosti.

2. Vynikající optická průhlednost
Křemenné trubice, zejména ty vyrobené z vysokě čistého taveného křemene, nabízejí vynikající propustnost širokého spektra světla. Jsou vysoce průhledné pro ultrafialové (UV), viditelné i infračervené (IR) záření. To je činí ideálními pro UV osvětlení (např. rtuťové výbojky), polovodičovou fotolitografii a různé optické přístroje.

3. Vysoká čistota a chemická stabilita
Křemen je samo o sobě chemicky inertní. Křemenné trubice jsou vysoce odolné vůči většině kyselin, solí a halogenům (jako je chlor a brom) za zvýšené teploty. Tato vysoká čistota zabraňuje kontaminaci citlivých procesů, jako je výroba polovodičových waferů nebo výroba farmaceutických přípravků.

4. Dobrá elektrická izolace
Díky vysoké elektrické rezistivitě a nízkým dielektrickým ztrátám jsou křemenné trubice vynikajícími elektrickými izolanty, i za velmi vysokých teplot. To je klíčové pro aplikace ve světelných zařízeních, laserových systémech a vysokoteplotních elektrických topných článcích.

5. Mechanické a fyzikální vlastnosti
Mají dobrou mechanickou pevnost a tuhost při tlakovém zatížení. Podobně jako většina skleněného náčiní jsou však křehké a mohou být náchylné na náraz nebo mechanické poškození, pokud s nimi není zacházeno opatrně.

Aplikace křemenné skleněné trubice

1. Vědecký výzkum a laboratorní obor (klíčové aplikační scénáře)
Nádoby pro chemické reakce za vysokých teplot jsou vhodné pro experimenty vyžadující dlouhodobé nebo okamžité vysoké teploty, jako je testování aktivity katalyzátorů, syntéza anorganických materiálů (např. příprava oxidových krystalů) a tepelné rozkladové reakce (např. vysokoteplotní rozklad uhličitanů). Jsou odolné vůči nepřetržitým vysokým teplotám až do 1200 °C a krátkodobým vysokým teplotám až do 1450 °C, mají vynikající tepelnou stabilitu a odolávají rychlým změnám teploty (např. přímé vyjmutí z vysokoteplotní peci do pokojové teploty) bez praskání.

2. Předúprava a analýza vzorků
Detekce těžkých kovů: Používají se jako nádoby pro rozklad vzorků v atomové absorpční spektroskopii (AAS) a optické emisní spektroskopii s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES), odolávají korozi silnými kyselinami, jako je koncentrovaná kyselina dusičná a kyselina fluorovodíková, zabraňují kontaminaci vzorků a zajišťují přesnost detekce.

Organická/anorganická čištění: Používá se při destilaci, rektifikaci, refluxu a jiných operacích, zejména vhodné pro separaci a čištění vzorků s vysokým bodem varu a silnou koroze (např. zpracování organických sloučenin obsahujících halogeny).

Nádoby pro spektroskopickou analýzu mají extrémně vysokou propustnost světla (>90 %) v rozsahu vlnových délek 190–2500 nm (ultrafialové, viditelné, blízké infračervené záření). Často se používají jako kyvety pro UV-Vis spektrofotometry a vzorkové komory pro fluorescenční spektroskopii, což umožňuje sledování průběhu reakce v reálném čase bez rušení spektrálních signálů.

V biologickém a farmaceutickém výzkumu se používají pro sterilizaci biologických vzorků za vysoké teploty (např. tepelné ošetření kultivačních médií mikroorganismů), testování stability léků (simulace prostředí s vysokou teplotou skladování) a detekci čistoty vakcín a biologických přípravků (odolné kyselé/alkalické štěpení za účelem eliminace kontaminace proteinem/nukleovou kyselinou). Jejich nepórovitý povrch zabraňuje adsorpci mikroorganismů a splňuje požadavky na sterilitu.

3. Optické a lékařské obory
Výroba optických zařízení: Používá se pro výrobu předvalků optických vláken a vysokoteplotní tvarování optických čoček. Vysoká průhlednost pro světlo a rozměrová stabilita zajišťují uniformitu indexu lomu a přesnost optických součástek.

  
Technické parametry