Proceso de produción das branguelas de cuarzo:
- Selección da materia prima: Escóllense cristais naturais de cuarzo de alta pureza ou areia de sílice sintética como material de partida. O contido de sílice adoita superar o 99,9 % para garantir propiedades superiores.
- Fusión: A materia prima quentase a unha temperatura extremadamente elevada (por encima de 1700 °C) nun forno de atmósfera inerte ou baleiro (moitas veces un forno de resistencia eléctrica ou por indución) para fundila nun cuarzo fundido viscoso e sen burbullas.
- Formación: O cuarzo fundido dáse forma deseguido en branguelas usando un dos seguintes métodos:
- Moldeo: Vertendo en moldes precisos de grafito ou cerámica.
- Fundición centrífuga: Faise xirar o molde para formar formas cilíndricas ocas que posteriormente se mecanizan.
- Prensado quente/Acabado: Forxado da peza bruta de cuarzo quentada baixo presión para lograr a densificación e o conformado preto da forma final.
- Recoamento: As bridas formadas sométense a un proceso controlado de arrefriamento lento nun forno de recoamento. Isto alivia as tensións térmicas internas, evita rachaduras e garante a estabilidade estrutural.
- Mecanizado de Precisión: As pezas brancas recoadas mecanízanse meticulosamente empregando ferramentas recubertas con diamante. Isto inclúe rectificado, corte, taladrado e pulido para acadar as dimensións finais, o acabado superficial (a miúdo de calidade óptica), a planicidade e as superficies de sellado precisas (por exemplo, Ra < 0,4 μ m).
- Limpieza e Inspección de Calidade: Realízase unha limpeza rigorosa (por exemplo, ultrasónica, con ácido) para eliminar contaminantes. Inspéctanse todas as bridas en canto a dimensións, defectos visuais (burbullas, inclusións) e propiedades ópticas. Métodos avanzados como a interferometría láser verifican a planicidade e o paralelismo.
Vantaxes das bridas de cuarzo:
- Estabilidade térmica excepcional: coeficiente extremadamente baixo de expansión térmica (~5,5 x 10 ⁻⁷ /K) fain que sexan moi resistentes ao choque térmico. Poden soportar o escantemento e arrefriamento rápidos desde 1000 °C ata temperatura ambiente sen rachar.
- Resistencia a Alta Temperatura: Pode funcionar continuamente a temperaturas de até 1100 °C e brevemente ata 1300 °C, mantendo a integridade estrutural onde os metais se ablandarían ou fluíran.
- Pureza Química e Inercia Excepcionais: Fabricados con SiO de alta pureza, son non porosos e moi resistentes á corrosión por case todos os ácidos, halóxenos e produtos químicos agresivos (excepto o ácido fluorhídrico e o ácido fosfórico quente). Isto evita a contaminación en procesos sensibles. ₂ , son non porosos e moi resistentes á corrosión por case todos os ácidos, halóxenos e produtos químicos agresivos (excepto o ácido fluorhídrico e o ácido fosfórico quente). Isto evita a contaminación en procesos sensibles.
- Excelentes Propiedades Ópticas: Alta transparencia nun amplo espectro desde o UV ata o infravermello próximo. Isto permite o seguimento visual do proceso, a transmisión de UV e o uso en aplicacións láser.
- Aillamento Eléctrico Excepcional: Alta resistencia dieléctrica e baixa condutividade eléctrica incluso a temperaturas elevadas, polo que son ideais para aplicacións semicondutoras e en baleiro.
-
Alta resistencia mecánica e rigidez: mentres que fráxil, fundido o cuarzo ten unha alta resistencia á compresión e mantén a súa forma baixo carga a altas temperaturas, a diferenza de moitos polímeros.
- Compatibilidade ultraalta con baleiro: Permeabilidade e taxas de desgaseamento de gases extremadamente baixas. Cando se hornean correctamente, contribúen a lograr e manter ambientes de baleiro ultraalto (UHV).
- Long Life Service & Dimensional Stability: Resiste ao intemperismo, non se degrada nin envellece en condicións típicas e mantén dimensións precisas ao longo do tempo debido á súa estabilidade.
-
Principal Aplicacións: fabricación de semiconductores (gravación, difusión, cámaras CVD/LPCVD), fibra óptica, óptica de precisión, sistemas láser, equipos de laboratorio e analíticos, lentes de visualización de alta temperatura e iluminación especializada (lámpadas de descarga de alta intensidade
Os campos de aplicación e usos principais das bridas de cuarzo
As bridas de cuarzo son compoñentes críticos en industrias demandantes debido á súa combinación única de propiedades. As súas aplicacións principais e usos específicos son os seguintes:
- Fabricación de Semicondutores e Microelectrónica
- Uso: Como portas de visualización, revestimentos de cámara, entradas de gas e portas de diagnóstico en equipos de procesamento de obleas.
- Equipamento clave: Gravadoras por plasma, reactores de Depósito Químico en Vapor (CVD) e CVD a Baixa Presión (LPCVD), fornos de difusión e implantadores iónicos.
- Razón: A súa pureza evita a contaminación das obleas de silicio, e a súa transparencia permite o seguimento in situ do proceso.
- Industrias Ópticas e Fotónicas
- Uso: Como ventás terminais, carcacas de tubos láser e compoñentes de montaxe.
- Aplicacións clave: Sistemas láser de alta potencia, sistemas ópticos UV e IR, celdas de espectrofotómetros e espellos de telescopios astronómicos (para substratos con baixa expansión térmica).
- Razón: Transmisión excepcional desde o UV ata o IR e mínima distorsión térmica baixo luz de alta intensidade.
- Procesado Químico de Alta Pureza/Baixa Presión
- Uso: Como revestimentos de reactores, visos para fluídos corrosivos e compoñentes de conexión en plantas piloto.
- Procesos clave: Manexo de ácidos ultrapurificados, gases halóxenos e produtos químicos especiais a alta temperatura.
- Razón: A inercia química superior garante a pureza do produto e resiste ao ataque de todos os ácidos agás o fluorhídrico e o fosfórico quente.
- Uso: Como envoltorio (bulbo exterior) para lâmpadas de descarga de alta intensidade.
- Produtos clave: Lâmpadas de vapor de mercurio, lâmpadas de arco de xenón e lâmpadas de esterilización UV.
- Razón: Soporta temperaturas de funcionamento extremadamente altas (>1000 °C) e transmite a luz UV de forma eficiente.
- Investigación científica e instrumentación analítica
- Uso: Como ventás para cámaras de baleiro, portamostras en fornos e compoñentes en espectrómetros de masas.
- Ambientes clave: Sistemas de baleiro ultraalto (UHV), microscopios electrónicos e cámaras de simulación espacial.
- Razón: Desgasificación extremadamente baixa e alta estabilidade dimensional baixo baleiro e ciclos térmicos.
- Procesos industriais especializados
- Uso: Como portas de observación protectoras en fornos de alta temperatura (por exemplo, fornos de crecemento de cristais como os traccionadores Czochralski) e compoñentes de fluxo na fabricación de preformas de fibra óptica.
-
Razón: Manteñen a transparencia e integridade durante o funcionamento continuo a alta temperatura, permitindo o control visual do proceso.
Especificacións técnicas
Contido das propiedades |
Índice de propiedades |
Densidade |
2,2×103kg/cm³ |
Forza |
580KHN100 |
Forza de tracción |
4.9×107Pa(N/ ㎡) |
Resistencia á compresión |
>1,1×109Pa |
Coeficiente de expansión térmica |
5.5×10-7cm/cm℃ |
Conductividade térmica |
1.4W/m℃ |
Calor Específico |
670J/kg℃ |
Punto de ablandamento |
1680℃ |
Punto de recocido |
1215℃ |
EN
