ઉચ્ચ UV ટ્રાન્સમિશન રાઉન્ડ ક્લિયર ફ્યુઝ્ડ ક્વાર્ટઝ ડિસ્ક

ફ્યુઝડ ક્વાર્ટઝ ડિસ્કની મૂળ સામગ્રી અનિયમિત સિલિકા છે, જેમાં પાયઝોઇલેક્ટ્રિક અસર હોતી નથી. તેમ છતાં, તેના ઉત્કૃષ્ટ ઑપ્ટિકલ ગુણધર્મો (ઉચ્ચ પ્રકાશ પારગમ્યતા, વિશાળ પ્રકાશ પારગમન બેન્ડ), આધારભૂત રીતે ઓછો ઉષ્ણતા પ્રસરણ ગુણાંક, ઊંચી રાસાયણિક સ્થિરતા અને ઉષ્ણતા પ્રતિકારને કારણે તેનો ઑપ્ટિક્સ, સેમિકન્ડક્ટર, ઑપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

 સ્પષ્ટ ફ્યુઝડ ક્વાર્ટઝ ડિસ્કની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાનો મૂળભૂત હેતુ ઊંચા તાપમાને ક્વાર્ટઝ રેતીના કાચા માલને પિગાળવાનો છે, જેથી સજાતીય કાચનું શરીર બની શકે, અને ત્યારબાદ ગરમ આકાર આપવો અને ઠંડું કામ કરવું.

તબક્કો એક: કાચા માલની તૈયારી અને પિગાળવું

આ સમગ્ર પ્રક્રિયાની પાયાની બાબત છે, જે સામગ્રીની શુદ્ધતા અને મૂળભૂત ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.

1. ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ પ્લેટ માટે કાચા માલની પસંદગી અને પ્રક્રિયા

• કાચા માલ: ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળી કુદરતી ક્વાર્ટઝ રેતી અથવા સિન્થેટિક સિલિકોન પાઉડરનો ઉપયોગ થાય છે. ઑપ્ટિકલ-ગ્રેડ એપ્લિકેશન માટે, અત્યંત ઉચ્ચ શુદ્ધતાની આવશ્યકતા હોય છે, અને કુલ ધાતુ અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે થોડા પીપીએમ (ppm) કરતાં ઓછું હોવું જોઈએ.
• પ્રક્રિયા: કાચા માલને ફ્લોટેશન, ચુંબકીય અલગાવ અને એસિડ વોશિંગ જેવી ભૌતિક અને રાસાયણિક પદ્ધતિઓ દ્વારા શુદ્ધ કરવાની જરૂર છે, જેથી ધાતુ આયનો અને ધૂળ જેવી અશુદ્ધિઓ દૂર થઈ શકે.

2. પિગાળવું

• હેતુ: સ્ફટિક ક્વાર્ટઝ રેતી (SiO ₂ ) ને અસ્ફટિક ફ્યુઝડ ક્વાર્ટઝ ગ્લાસમાં રૂપાંતરિત કરવું.
• પદ્ધતિઓ: મુખ્યત્વે બે પ્રકારની છે
• ઇલેક્ટ્રિક પિગાળવાની પદ્ધતિ :

વેક્યુમ અથવા નિષ્ક્રિય વાયુ (જેમ કે આર્ગોન) દ્વારા સુરક્ષિત ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીમાં, 2000 થી વધુનું તાપમાન °C ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા આર્ક અથવા ગ્રેફાઇટ હીટર દ્વારા પૂરું પાડવામાં આવે છે.

આ પદ્ધતિ અત્યંત ઓછા હાઇડ્રોક્સિલ (OH ⁻) સામગ્રી સાથે ફ્યુઝ્ડ ક્વાર્ટઝ બનાવી શકે છે, જે અલ્ટ્રાવાયોલેટ બેન્ડમાં એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય છે

• ફ્લેમ ફ્યુઝન પદ્ધતિ:

ક્વાર્ટઝ રેતીનો ભૂકો હાઇડ્રોજન-ઑક્સિજન શિખા અથવા ઑક્સિજન-હાઇડ્રોજન શિખા દ્વારા લક્ષ્ય પર છાંટવામાં આવે છે, અને પછી સ્તરોમાં ઢાંકણ દ્વારા જમા થાય છે.

આ પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પાદિત ફ્યુઝ્ડ ક્વાર્ટઝમાં સામાન્ય રીતે સાપેક્ષ રીતે ઊંચી OH સામગ્રી હોય છે, જે ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડ માટે યોગ્ય છે, અને મોટા કદની બ્લેન્ક બનાવવા માટે ઉપયોગ કરી શકાય છે.

3. આકાર આપવો અને એનિલિંગ

• હેતુ: પિગળેલા ક્વાર્ટઝ ગ્લાસને જરૂરી પ્રારંભિક આકાર (જેમ કે બ્લોક, સળિયો, પ્લેટ) માં આકાર આપવો અને આંતરિક તણાવ દૂર કરવો.
• પ્રક્રિયા: પિગળેલા ક્વાર્ટઝ ગ્લાસના પ્રવાહીને ઢાળણમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે અથવા ઠંડકની પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરીને ચોક્કસ આકારનું "બ્લેન્ક" બનાવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ, બ્લેન્કને એનિલિંગ ભઠ્ઠીમાં મોકલવામાં આવે છે અને સખત નિયંત્રિત તાપમાન શ્રેણીમાં (ઉદાહરણ તરીકે, 1100° C થી ઉપરથી 800° C કરતાં નીચે) ધીમે ધીમે પસાર કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા આંતરિક ઉષ્મીય તણાવને ઓછામાં ઓછુ અને સમાન રાખી શકે છે, જેથી આગળની પ્રક્રિયા અથવા ઉપયોગ દરમિયાન ફાટવું અથવા વિકૃતિ થતી અટકાવી શકાય. °C થી નીચે 800 °C). આ પ્રક્રિયા આંતરિક ઉષ્મીય તણાવને ઓછામાં ઓછુ અને સમાન રાખી શકે છે, જેથી આગળની પ્રક્રિયા અથવા ઉપયોગ દરમિયાન ફાટવું અથવા વિકૃતિ થતી અટકાવી શકાય.

ક્વાર્ટઝ ડિસ્કના ફાયદા:

• અસાધારણ ઑપ્ટિકલ ગુણધર્મો:

• ઉચ્ચ પ્રસારણ: ક્વાર્ટઝ ડિસ્ક ઊંડા પરાબૈંગી (UV) થી લઈને નજીકના ઇન્ફ્રારેડ (NIR) સુધીની વિસ્તૃત સ્પેક્ટ્રલ રેન્જમાં ખૂબ જ ઉચ્ચ પ્રસારણ પ્રદાન કરે છે.
• ઓછું ફ્લોરોસન્સ: ક્વાર્ટઝ ડિસ્કમાં સ્વાભાવિક રીતે ઓછું બેકગ્રાઉન્ડ ફ્લોરોસન્સ હોય છે, જે સંવેદનશીલ ઑપ્ટિકલ માપન માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે.

• અસાધારણ ઉષ્મીય સ્થિરતા:

• અત્યંત ઓછો ઉષ્મીય પ્રસરણ ગુણાંક: ઝડપી તાપમાન ફેરફારો હેઠળ ઉષ્મીય આઘાત અને વિકૃતિને પ્રતિકાર કરવામાં ખૂબ જ સક્ષમ.
• ઉચ્ચ મૃદુતા બિંદુ: ક્વાર્ટઝ ડિસ્ક ખૂબ જ ઊંચા ઓપરેટિંગ તાપમાન સહન કરી શકે છે. ક્વાર્ટઝ પ્લેટ લાંબા સમય સુધી 1100 ડિગ્રી સુધી પ્રતિકાર કરી શકે છે અને ટૂંકા ગાળાનું કાર્યકારી તાપમાન 1200 ડિગ્રી છે.

• ઉત્તમ રાસાયણિક શુદ્ધતા અને પ્રતિકાર

• નિષ્ક્રિયતા: મોટાભાગના એસિડ, ક્ષાર અને ધાતુઓ દ્વારા કાટ થવાનો ખૂબ જ પ્રતિકાર કરે છે. હાઇડ્રોફલોરિક એસિડ સિવાય, ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ રાસાયણિક સારવાર માટે અન્ય એસિડ સાથે લગભગ પ્રતિક્રિયા કરતું નથી, અને તેની એસિડ પ્રતિકારકતા સેરામિક અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ કરતાં 150 ગણી વધુ છે.

• ઉત્કૃષ્ટ વિદ્યુત નિરોધક કાર્યક્ષમતા :

ક્વાર્ટઝ ડિસ્કનો અવરોધ મૂલ્ય સામાન્ય કાચ કરતાં 10,000 ગણો છે. તે ઉત્તમ વિદ્યુત અવરોધક સામગ્રી છે અને ઊંચા તાપમાને પણ સારી વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓ જાળવી રાખે છે. ‌

• ઉચ્ચ શુદ્ધતા: ક્વાર્ટઝ ડિસ્ક અત્યંત ઓછા સ્તરના અશુદ્ધિઓ સાથે ઉત્પાદિત કરી શકાય છે, જે સંવેદનશીલ પ્રક્રિયાઓમાં દૂષણ થતું અટકાવે છે.
• ઉત્તમ વિદ્યુત અવરોધન: ક્વાર્ટઝ ડિસ્કમાં ઊંચી ડાયઇલેક્ટ્રિક મજબૂતાઈ અને ઓછું ડાયઇલેક્ટ્રિક નુકસાન હોય છે.
• ઉચ્ચ લેઝર ડેમેજ થ્રેશહોલ્ડ: ક્વોર્ટઝ ડિસ્ક ઉચ્ચ-પાવર લેઝર બીમને સહન કરી શકે છે અને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના, જે તેને લેઝર એપ્લિકેશન્સ માટે આદર્શ બનાવે છે.

મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો:

• ઑપ્ટિક્સ અને ફોટોનિક્સ:

• લેન્સ, વિન્ડોઝ અને પ્રિઝમ: UV લિથોગ્રાફી સાધનો, ઉચ્ચ-પાવર લેઝર સિસ્ટમ્સ, ટેલિસ્કોપ અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક સાધનોમાં ઉપયોગ થાય છે.
• ઑપ્ટિકલ ફાઇબર: ટેલિકમ્યુનિકેશન અને ડેટા ટ્રાન્સમિશનમાં ઉપયોગ થતા ઉચ્ચ-શુદ્ધતા વાળા ઑપ્ટિકલ ફાઇબરની મુખ્ય સામગ્રી.

• સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન:

• વેફર કેરિયર્સ અને પ્રક્રિયા ટ્યુબ: સિલિકોન ક્રિસ્ટલની વૃદ્ધિ અને ચિપ્સના ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ તાપમાન પ્રક્રિયામાં ક્રુસિબલ, ડિફ્યુઝન ટ્યુબ અને વેફર બોટ તરીકે શુદ્ધતા અને તાપમાન સ્થિરતાને કારણે ઉપયોગ થાય છે.

• પ્રકાશઃ

• હાઇ-ઇન્ટેન્સિટી ડિસ્ચાર્જ (HID) લેમ્પ: મરક્યુરી, મેટલ હેલાઇડ અને ઝેનોન આર્ક લેમ્પ માટે એન્વેલપ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે ઉચ્ચ તાપમાન અને UV રેડિયેશનને સહન કરી શકે છે.

• પ્રયોગશાળા સાધનો:

• ક્યુવેટ્સ અને લેબવેર: UV-Vis સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને રાસાયણિક નિષ્ક્રિયતા અને તાપમાન આઘાત પ્રતિકારની જરૂરિયાત ધરાવતી એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગ થાય છે.

ક્લિયર ક્વાર્ટ્ઝ ડિસ્કનો ટેકનિકલ ડેટા