Disco redondo transparente de cuarzo fundido de alta transmisión UV

O material básico do disco de cuarzo fundido é sílice amorfa, que non ten efecto piezoeléctrico. Non obstante, as súas excelentes propiedades ópticas (alta transmitancia luminosa, ampla banda de transmisión de luz), o coeficiente térmico de expansión extremadamente baixo, a elevada estabilidade química e resistencia ao calor fan que sexa amplamente utilizado en óptica, semicondutores, comunicacións ópticas e outros campos.

 O núcleo do proceso de fabricación do disco de cuarzo fundido transparente consiste en fundir materias primas de arela de cuarzo a altas temperaturas para formar un corpo vítreo homoxéneo, seguido de conformado en quente e traballado en frío.

Fase Un: Preparación e fusión da materia prima

Este é o cimiento de todo o proceso, que determina a pureza e as propiedades básicas do material.

1. Placa de vidro de cuarzo Selección e procesamento da materia prima

• Materias primas: Utilízase areía de cuarzo natural de alta pureza ou po sintético de silicio. Para aplicacións de calidade óptica, requirese unha pureza extremadamente alta, e o contido total de impurezas metálicas normalmente debe ser inferior a varios partes por millón (ppm).
• Procesamento: As materias primas deben ser purificadas mediante métodos físicos e químicos como flotación, separación magnética e lavado con ácido para eliminar impurezas tales como ións metálicos e po.

2. Fusión

• Obxectivo: Converter a areía de cuarzo cristalino (SiO ₂ ) en vidro de cuarzo fundido amorfo.
• Métodos: Hai principalmente dous tipos
• Método de fusión eléctrica :

Nun forno eléctrico protexido por baleiro ou gas inerte (como argón), proporciónase unha temperatura superior a 2000 °C mediante un arco xerado por electrodos ou un calefactor de grafito.

Este método pode producir cuarzo fusionado cun contido de hidroxilo (OH ⁻) extremadamente baixo, o que é axeitado para aplicacións na banda ultravioleta

• Método de fusión por chama:

O pobo de arela de cuarzo é pulverizado sobre o obxectivo a través dunha chama hidróxeno-oxíxeno ou dunha chama oxic-hidróxeno, e despois depositado capa por capa mediante revestimento.

O cuarzo fusionado producido por este método xeralmente contén un contido de OH relativamente alto, é axeitado para a banda infravermella e pode usarse para fabricar brancos de gran tamaño.

3. Formación e arrefriamento controlado

• Obxectivo: Moldar o vidro de cuarzo fundido na forma inicial requirida (por exemplo, bloque, barra, placa) e eliminar as tensións internas.
• Proceso: O líquido de vidro de cuarzo fundido inxéctase no molde ou forma un "branco" dunha forma específica controlando o proceso de arrefriamento. Posteriormente, o branco envíase ao forno de arrefriamento controlado e atravesa lentamente un intervalo de temperatura precisamente controlado (por exemplo, desde por riba de 1100 °C ata abaixo de 800 °C). Este proceso pode minimizar e homoxenizar ao máximo a tensión térmica interna, evitando rachaduras ou deformacións durante o procesamento posterior ou o uso.

Vantaxes do disco de cuarzo:

• Propiedades Ópticas Excepcionais:

• Alta Transmisión: O disco de cuarzo ofrece unha transmisión moi elevada nun amplo intervalo espectral, desde o ultravioleta (UV) ata o infravermello próximo (NIR).
• Baixa fluorescencia: O disco de cuarzo ten unha fluorescencia de fondo inherentemente baixa, o que é fundamental para medicións ópticas sensibles.

• Estabilidade Térmica Excepcional:

• Coeficiente de Expansión Térmica Extremadamente Baixo: Muito resistente ao choque térmico e á deformación baixo cambios rápidos de temperatura.
• Punto de Ablandamento Elevado: O disco de cuarzo pode soportar temperaturas de funcionamento moi altas. A placa de cuarzo pode resistir 1100 graos durante moito tempo e a temperatura de traballo a curto prazo é de 1200 graos.

• Excelente Pureza Química e Resistencia:

• Inertidade: Moi resistente á corrosión por maioría de ácidos, sales e metais. Ademais do ácido fluorhídrico, o vidro de cuarzo case non reacciona con outros ácidos no tratamento químico, e a súa resistencia ao ácido é 30 veces superior á dos cerámicos e 150 veces á do acero inoxidable.

• Excelente rendemento de illamento eléctrico :

O valor de resistencia do disco de cuarzo equivale a 10.000 veces o do vidro ordinario. É un excelente material aillante eléctrico e mantén boas propiedades eléctricas incluso a altas temperaturas. ‌

• Alta Pureza: Os discos de cuarzo poden producirse con niveis extremadamente baixos de impurezas, evitando a contaminación en procesos sensibles.
• Aillamento Eléctrico Superior: O disco de cuarzo posúe alta resistencia dieléctrica e baixa perda dieléctrica.
• Alto Limiar de Danos por Laser: O disco de cuarzo pode soportar feixes láser de alta potencia sen danarse, polo que é ideal para aplicacións láser.

Principais Campos de Aplicación:

• Óptica e Fotónica:

• Lentes, Xanelas e Prismas: Utilizados en equipos de litografía UV, sistemas láser de alta potencia, telescopios e instrumentos espectroscópicos.
• Fibras Ópticas: O material central para fibras ópticas de alta pureza utilizadas en telecomunicacións e transmisión de datos.

• Fabricación de semicondutores:

• Portadores de Wafer e Tubos de Proceso: Utilizados como crisoles, tubos de difusión e barcas para wafer en procesos de alta temperatura para o crecemento de cristais de silicio e a fabricación de chips debido á súa pureza e estabilidade térmica.

• Iluminación:

• Lámpadas de Descarga de Alta Intensidade (HID): Utilizadas como material envolvente para lámpadas de arco de mercurio, haluros metálicos e xenón porque pode soportar altas temperaturas e radiación UV.

• Equipamento de Laboratorio:

• Cubetas e Material de Laboratorio: Utilizados en espectroscopía UV-Vis e en aplicacións que requiren inercia química e resistencia ao choque térmico.

Datos Técnicos do Disco de Cuarzo Transparente