Proceso de producción de bridas de cuarzo:
- Selección de materia prima: Se seleccionan cristales de cuarzo naturales de alta pureza o arena de sílice sintética como material inicial. El contenido de sílice suele superar el 99,9 % para garantizar propiedades superiores.
- Fusión: El material inicial se calienta a una temperatura extremadamente alta (superior a 1700 °°C) en un horno de atmósfera inerte o al vacío (normalmente un horno de resistencia eléctrica o por inducción) para fundirlo en un cuarzo fundido viscoso y libre de burbujas.
- Formado: El cuarzo fundido luego se moldea en bridas mediante uno de varios métodos:
- Moldeo: Vertido en moldes de grafito o cerámica de precisión.
- Fundición centrífuga: Giro del molde para formar formas cilíndricas huecas que posteriormente se mecanizan.
- Prensado en caliente/Acabado: Forjado del lingote de cuarzo calentado bajo presión para lograr la densificación y el conformado cercano a la forma final.
- Recocido: Las bridas formadas pasan por un proceso controlado de enfriamiento lento en un horno de recocido. Esto elimina las tensiones térmicas internas, previene grietas y asegura la estabilidad estructural.
- Mecanizado de precisión: Los lingotes recocidos son mecanizados meticulosamente utilizando herramientas con revestimiento de diamante. Esto incluye rectificado, corte, perforación y pulido para alcanzar las dimensiones finales, acabado superficial (a menudo de grado óptico), planicidad y superficies de sellado precisas (por ejemplo, Ra < 0,4 μ m).
- Limpieza e inspección de calidad: Una limpieza rigurosa (por ejemplo, ultrasónica, con ácido) elimina los contaminantes. Cada brida es inspeccionada para verificar dimensiones, defectos visuales (burbujas, inclusiones) y propiedades ópticas. Métodos avanzados como la interferometría láser verifican la planicidad y paralelismo.
Ventajas de las bridas de cuarzo:
- Estabilidad térmica excepcional: Coeficiente extremadamente bajo de expansión térmica (~5,5 x 10 ⁻⁷ /K) los hace altamente resistentes al choque térmico. Pueden soportar calentamiento y enfriamiento rápidos de 1000 °C a temperatura ambiente sin agrietarse.
- Resistencia a Altas Temperaturas: Pueden operar continuamente a temperaturas de hasta 1100 °C y brevemente hasta 1300 °C, manteniendo la integridad estructural donde los metales se ablandarían o fluirían.
- Alta Pureza Química e Inercia: Fabricados con SiO de alta pureza, son no porosos y altamente resistentes a la corrosión por la mayoría de ácidos, halógenos y productos químicos agresivos (excepto ácido fluorhídrico y ácido fosfórico caliente). Esto evita la contaminación en procesos sensibles. 2. , son no porosos y altamente resistentes a la corrosión por la mayoría de ácidos, halógenos y productos químicos agresivos (excepto ácido fluorhídrico y ácido fosfórico caliente). Esto evita la contaminación en procesos sensibles.
- Excelentes Propiedades Ópticas: Alta transparencia en un amplio espectro desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano. Esto permite el monitoreo visual del proceso, la transmisión de UV y su uso en aplicaciones láser.
- Aislamiento Eléctrico Excepcional: Alta resistencia dieléctrica y baja conductividad eléctrica incluso a temperaturas elevadas, lo que los hace ideales para aplicaciones en semiconductores y en vacío.
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Alta resistencia mecánica y rigidez: Aunque frágil, el cuarzo fusionado tiene alta resistencia a la compresión y mantiene su forma bajo carga a altas temperaturas, a diferencia de muchos polímeros. compatibilidad con vacío ultraalto: Permeabilidad extremadamente baja a los gases y tasas mínimas de desgasificación. Cuando se somete adecuadamente al horneado, contribuye a alcanzar y mantener entornos de vacío ultraalto (UHV).
- Vida útil prolongada y estabilidad dimensional: Resiste la intemperie, no se degrada ni envejece bajo condiciones típicas y mantiene dimensiones precisas con el tiempo debido a su estabilidad.
- Aplicaciones: Fabricación de semiconductores (cámaras de grabado, difusión, CVD/LPCVD), fibra óptica, óptica de precisión, sistemas láser, equipos de laboratorio y analíticos, ventanas visuales para altas temperaturas e iluminación especializada (lámparas de descarga de alta intensidad).
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Primario Campos y usos principales de las bridas de cuarzo
Campos y usos principales de las bridas de cuarzo
Las bridas de cuarzo son componentes críticos en industrias exigentes debido a su combinación única de propiedades. Sus principales aplicaciones y usos específicos son los siguientes:
- Fabricación de semiconductores y microelectrónica
- Uso: Como puertos de visualización, revestimientos de cámaras, entradas de gas y puertos de diagnóstico en equipos de procesamiento de obleas.
- Equipos clave: Grabadoras por plasma, reactores de deposición química en fase vapor (CVD) y CVD a baja presión (LPCVD), hornos de difusión e implantadores iónicos.
- Razón: Su pureza evita la contaminación de las obleas de silicio, y su transparencia permite el monitoreo in situ del proceso.
- Industrias óptica y fotónica
- Uso: Como ventanas terminales, carcasas de tubos láser y componentes de montaje.
- Aplicaciones clave: Sistemas láser de alta potencia, sistemas ópticos UV e IR, celdas de espectrofotómetros y espejos de telescopios astronómicos (para sustratos con baja expansión térmica).
- Razón: Transmisión excepcional desde UV hasta IR y mínima distorsión térmica bajo luz de alta intensidad.
- Procesamiento químico de alta pureza/bajo presión
- Uso: Como revestimientos de reactores, ventanas de inspección para fluidos corrosivos y componentes de conexión en plantas piloto.
- Procesos clave: Manipulación de ácidos ultrapuros, gases halógenos y productos químicos especiales a alta temperatura.
- Razón: La inercia química superior garantiza la pureza del producto y resiste el ataque de todos los ácidos excepto el fluorhídrico y el fosfórico caliente.
- Uso: Como envolvente (bulbo exterior) para lámparas de descarga de alta intensidad.
- Productos clave: Lámparas de vapor de mercurio, lámparas de arco de xenón y lámparas de esterilización UV.
- Razón: Soporta temperaturas de funcionamiento extremadamente altas (>1000 °C) y transmite eficientemente la luz UV.
- Investigación científica e instrumentación analítica
- Uso: Como ventanas para cámaras de vacío, portamuestras en hornos y componentes en espectrómetros de masas.
- Entornos clave: Sistemas de ultra alto vacío (UHV), microscopios electrónicos y cámaras de simulación espacial.
- Motivo: Desgasificación extremadamente baja y alta estabilidad dimensional bajo vacío y ciclos térmicos.
- Procesos industriales especializados
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