Quarz-Reagenzglas mit einem geschlossenen Ende für Laborgeräte

Definition des Quarz-Teströhrchens

Quarzteströhrchen sind unverzichtbare Hochleistungskomponenten für Labor- und Industrieanwendungen, hergestellt aus hochreinem synthetischem Siliziumdioxid mit einem Gehalt von typischerweise 99,9 % oder mehr, wobei Premiumvarianten eine Reinheit von 99,99 % SiO₂ erreichen. Der Herstellungsprozess umfasst das Schmelzen natürlicher Quarzkristalle bei einer extrem hohen Temperatur von etwa 2000 °C, gefolgt von präzisen Verarbeitungstechniken wie Ziehen und Formen, um eine gleichmäßige Wandstärke und strukturelle Integrität sicherzustellen. Diese Röhrchen zeichnen sich im Vergleich zu gewöhnlichem Glas und Borosilikatglas durch ihre außergewöhnliche Kombination aus thermischen, chemischen, optischen und mechanischen Eigenschaften aus und sind daher in zahlreichen anspruchsvollen Anwendungen unabkömmlich.

Verfahren zur Herstellung von Quarzglas-Teströhrchen

Quarzrohre werden durch kontinuierliche Schmelz- und Ziehverfahren hergestellt. Das Ausgangsmaterial wird in einen Hochtemperaturofen eingegeben, wo es geschmolzen wird. Das geschmolzene Quarzglas wird anschließend über einen Dorn gezogen, um ein kontinuierliches Rohr mit einem bestimmten Durchmesser und Wanddicke zu bilden. Das Verfahren erfordert eine präzise Steuerung, um die Maßhaltigkeit sicherzustellen und die Bildung von Blasen und Verunreinigungen zu vermeiden. Anschließende Schritte können das Schneiden, das Feuerschleifen der Enden zur Vermeidung von Rissen sowie verschiedene Bearbeitungsoperationen umfassen.

Eigenschaften von Quarzglas-Teströhrchen

1. Hervorragende thermische Eigenschaften
Hohe Temperaturbeständigkeit: Quarzrohre weisen einen äußerst hohen Erweichungspunkt auf und können kontinuierlich bei Temperaturen bis zu 1100 °C eingesetzt werden. Dadurch eignen sie sich ideal für Öfen, Diffusionsprozesse und den Schutz von Hochtemperatur-Thermoelementen.
Hervorragende Beständigkeit gegen thermische Schocks: Sie können schnellen und extremen Temperaturänderungen standhalten, ohne zu brechen, eine Eigenschaft, die auf ihrem sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten beruht.

2. Hervorragende optische Klarheit
Quarzrohre, insbesondere solche aus hochreinem synthetischem Quarzglas, bieten eine ausgezeichnete Transmission über ein breites Lichtspektrum. Sie sind hochtransparent für ultraviolettes (UV), sichtbares und infrarotes (IR) Licht. Dadurch eignen sie sich ideal für UV-Beleuchtung (z. B. Quecksilberdampflampen), die Halbleiter-Photolithographie sowie verschiedene optische Instrumente.

3. Hohe Reinheit und chemische Stabilität
Quarz ist von Natur aus chemisch inert. Quarzrohre weisen eine hohe Beständigkeit gegenüber den meisten Säuren, Salzen und Halogenen (wie Chlor und Brom) bei erhöhten Temperaturen auf. Diese hohe Reinheit verhindert Kontaminationen bei empfindlichen Prozessen wie der Halbleiterwaferfertigung und der pharmazeutischen Produktion.

4. Gute elektrische Isolation
Aufgrund hoher elektrischer Resistivität und geringer dielektrischer Verluste sind Quarzrohre hervorragende elektrische Isolatoren, selbst bei sehr hohen Temperaturen. Dies ist entscheidend für Anwendungen in der Beleuchtung, Lasersystemen und Hochtemperatur-Heizelementen.

5. Mechanische und physikalische Eigenschaften
Sie weisen unter Druckbelastung eine gute mechanische Festigkeit und Steifigkeit auf. Wie die meisten Glasprodukte sind sie jedoch spröde und können bei unsachgemäßer Handhabung durch Schlag oder mechanische Beanspruchung beschädigt werden.

Anwendung des Quarzglasrohrs

1. Wissenschaftliche Forschung und Laborbereich (Kernanwendungsszenarien)
Hochtemperatur-Chemie-Reaktoren eignen sich für Experimente, die langfristige oder kurzzeitige hohe Temperaturen erfordern, wie beispielsweise die Aktivitätstestung von Katalysatoren, die Synthese anorganischer Materialien (z. B. die Herstellung von Oxidkristallen) und thermische Zersetzungsreaktionen (z. B. die Hochtemperatur-Zersetzung von Carbonaten). Sie widerstehen kontinuierlichen Temperaturen von 1200 °C sowie kurzzeitigen Temperaturen von 1450 °C und weisen eine hervorragende thermische Stabilität auf, um plötzlichen Temperaturänderungen standzuhalten (z. B. direktes Herausnehmen aus einem Hochtemperaturofen in Raumtemperatur), ohne zu springen.

2. Probenvorbereitung und Analyse
Schwermetallnachweis: Als Probenaufschlussgefäße für die Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) und die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) verwendbar. Sie widerstehen der Korrosion durch starke Säuren wie konzentrierte Salpetersäure und Flusssäure, vermeiden Kontamination der Proben und gewährleisten die Genauigkeit der Messung.

Organische/anorganische Reinigung: Wird bei Destillation, Rektifikation, Rückfluss und anderen Verfahren eingesetzt, besonders geeignet für die Trennung und Reinigung von Proben mit hohem Siedepunkt und starker Korrosivität (z. B. Behandlung von halogenhaltigen organischen Verbindungen).

Spektroskopische Analysegefäße weisen im Spektralbereich von 190 nm bis 2500 nm (Ultraviolett, sichtbar, nahes Infrarot) eine extrem hohe Lichtdurchlässigkeit (>90 %) auf. Sie werden häufig als Küvetten für UV-Vis-Spektrofotometer und als Probengefäße für die Fluoreszenzspektroskopie verwendet, wodurch eine Echtzeitbeobachtung von Reaktionsabläufen möglich ist, ohne die Spektralsignale zu beeinträchtigen.

In der biologischen und pharmazeutischen Forschung werden sie zur Hochtemperatur-Sterilisation biologischer Proben (z. B. Hochtemperatur-Behandlung von mikrobiellen Kulturmedien), zur Arzneimittel-Stabilitätsprüfung (Simulation von Hochtemperatur-Lagerbedingungen) sowie zur Reinheitsprüfung von Impfstoffen und biologischen Wirkstoffen (säure- und alkali-resistente Verdauung, um Protein/Nukleinsäure-Kontaminationen zu vermeiden) eingesetzt. Ihre nicht poröse Oberfläche verhindert die Mikrobenadsorption und erfüllt sterile Anforderungen.

3. Optische und medizinische Anwendungen
Herstellung optischer Geräte: Verwendung beim Ziehen von Vorformen für Glasfasern und beim Hochtemperatur-Umformen optischer Linsen. Ihre hohe Lichtdurchlässigkeit und Dimensionsstabilität gewährleisten die Homogenität des Brechungsindex und die Präzision optischer Bauteile.

  
Technische Parameter