Varilla de vidrio de cuarzo de sílice:
Una varilla de cuarzo es un sólido cilíndrico fabricado a partir de cuarzo fundido o sílice sintética. Se caracteriza por sus propiedades excepcionales. Una varilla de cuarzo fundido es una barra cilíndrica sólida fabricada con dióxido de silicio de alta pureza (SiO₂) mediante la fusión de cristales de cuarzo natural o materiales sintéticos.
Es un material técnico avanzado de cuarzo conocido por su combinación excepcional de propiedades térmicas, ópticas y químicas, lo que lo hace indispensable en industrias de alta tecnología e investigación científica.
Características
- Estabilidad térmica extremadamente alta: presenta un coeficiente de expansión térmica extremadamente bajo y puede soportar cambios bruscos de temperatura sin agrietarse (resistencia al choque térmico). Su punto de reblandecimiento es cercano a los 1630 °°C, y la temperatura de servicio continua puede alcanzar los 1050-1100 °C. ¿ Qué?
- Rendimiento óptico sobresaliente: Tiene alta transmitancia en los rangos espectrales ultravioleta, visible e infrarrojo. En particular, presenta una excelente transmitancia para la luz ultravioleta de onda corta.
- Elevada pureza química e inertidad: Compuesto por más del 99,99 % de dióxido de silicio puro, presenta una excelente resistencia frente a la mayoría de los ácidos (excepto el ácido fluorhídrico y el ácido fosfórico caliente). No contaminará entornos sensibles incluso a altas temperaturas.
- Alto aislamiento eléctrico: Es un excelente aislante eléctrico y mantiene un rendimiento eléctrico estable incluso a altas temperaturas y frecuencias.
- Excelentes propiedades mecánicas: Tiene alta rigidez y dureza, y muestra buena resistencia mecánica a temperatura ambiente. Su vida útil prolongada se ve afectada por la temperatura de funcionamiento, el entorno y la calidad del tratamiento superficial.
Proceso de fabricación
- Preparación de la materia prima: Seleccionar cristales de cuarzo natural de alta pureza o materiales sintéticos a base de silicio.
- Fusión: Las materias primas se funden en un horno eléctrico de alta temperatura bajo protección de vacío o gas inerte (típicamente por encima de 2000 °C).
- Formado: El cuarzo fundido se estira para formar varillas cilíndricas uniformes de diámetro y longitud específicos mediante un proceso rigurosamente controlado.
- Recocido: Las varillas de cuarzo formadas pasan por un proceso de recocido cuidadosamente controlado para eliminar tensiones internas y garantizar la estabilidad del material y la resistencia mecánica.
- Mecanizado en frío: Se pueden realizar procesos posteriores como corte, rectificado, pulido y flameado según sea necesario para lograr dimensiones precisas, un acabado superficial liso o geometrías específicas.
Tipos principales
- Varilla de cuarzo transparente: Tipo estándar, con la mayor tasa de transmisión óptica, adecuada para aplicaciones ópticas e iluminación.
- Varilla de cuarzo opaco: Contiene una gran cantidad de burbujas microscópicas, lo que la hace opaca a la luz visible pero generalmente transmite rayos infrarrojos. Suele tener una mejor resistencia al choque térmico y es menos costosa.
- Varilla de cuarzo fusionado: Fabricada por deposición química de vapor, tiene la más alta pureza y un rendimiento superior de transmisión ultravioleta, adecuada para las aplicaciones más exigentes en semiconductores y óptica.
- Buena resistencia mecánica. Su vida útil a largo plazo se ve afectada por la temperatura de uso, el entorno y la calidad del tratamiento superficial.
Ventajas de la varilla de cuarzo:
- Alta pureza: Compuesta principalmente de dióxido de silicio (SiO 2. ).
- Resistencia a altas temperaturas: Soporta temperaturas hasta 1100 °C (2012 °F) durante períodos cortos y puede utilizarse continuamente a 1000 °C (1832 °F).
- Baja expansión térmica: Altamente resistente al choque térmico, lo que significa que no se agrieta fácilmente cuando se somete a cambios bruscos de temperatura.
- Excelente transparencia óptica: Transmite un amplio rango de luz, desde el ultravioleta (UV) hasta el espectro visible e infrarrojo (IR).
- Alta aislamiento eléctrico: Un excelente aislante eléctrico incluso a altas temperaturas.
- Resistencia química sobresaliente: Inerte frente a la mayoría de ácidos y resistente a la corrosión, lo que lo hace adecuado para entornos químicos agresivos.
Aplicaciones comunes:
Las aplicaciones principales de las varillas de cuarzo, clasificadas por industria:
- Procesamiento de obleas: Utilizadas como barcas para obleas, varillas de soporte y palas en hornos de difusión y sistemas CVD (Deposición Química de Vapor) para sostener obleas de silicio durante procesos a alta temperatura.
Aplicaciones ópticas: Sirven como guías de luz o conductos para luz UV en equipos de fabricación de semiconductores.
- Vestiduras de lámparas / fundas: Utilizadas en lámparas halógenas, lámparas UV y lámparas de descarga de alta intensidad. El cuarzo protege el filamento permitiendo que pase la emisión de luz a alta temperatura.
Estructuras de soporte: Actúan como soportes internos para filamentos y electrodos dentro de lámparas de alta temperatura.
- Aparatos de laboratorio: Utilizados para fabricar agitadores, portamuestras y tubos de protección para termopares en hornos de alta temperatura y experimentos químicos.
Bancos y componentes ópticos: Utilizados como estructuras de soporte resistentes, estables y térmicamente invariantes en configuraciones ópticas de precisión (por ejemplo, para montar lentes, espejos y láseres).
Espectroscopia: Sirven como portamuestras o ventanas en espectrómetros UV-Vis e IR debido a sus excelentes propiedades ópticas.
- Vidrios de observación: Utilizados como mirillas en hornos de alta temperatura, calderas y reactores para permitir el monitoreo visual de procesos internos.
Tubos de protección para termopares: Protegen a los termopares de ambientes corrosivos y de alta temperatura, garantizando mediciones precisas de temperatura.
Tratamiento térmico: Utilizados como plantillas, accesorios y rodillos en cintas transportadoras para procesos de tratamiento térmico de vidrio y metal.
- Manipulación de preformas: Utilizados como varillas de manipulación y estructuras de soporte durante la fabricación de preformas de fibra óptica.
Especificaciones técnicas
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