Kerek, tiszta, olvasztott kvarckorong nagy UV-áteresztő képességgel

Az olvasztott kvarckorong alapanyaga amorf szilícium-dioxid, amely nem rendelkezik piezoelektromos hatással. Azonban kiváló optikai tulajdonságai (magas fényáteresztés, széles fényátbocsátási sáv), rendkívül alacsony hőtágulási együtthatója, nagy kémiai stabilitása és hőállósága miatt széles körben használják az optikában, félvezetőiparban, optikai kommunikációban és egyéb területeken.

 A tiszta olvasztott kvarckorong gyártási folyamatának központi eleme a kvarchomok nyersanyagok magas hőmérsékleten történő olvasztása, hogy homogén üvegtest jöjjön létre, majd meleg alakítás és hideg megmunkálás következik.

Első fázis: Nyersanyag-előkészítés és olvasztás

Ez az egész folyamat alapja, meghatározza az anyag tisztaságát és alapvető tulajdonságait.

1. Kvarcüveg lemez nyersanyag-kiválasztás és -feldolgozás

• Nyersanyagok: Nagy tisztaságú természetes kvarchomokot vagy szintetikus szilíciumport használnak. Optikai minőségű alkalmazásokhoz rendkívül magas tisztaságot igényelnek, és a teljes fém-szennyeződési tartalom általában néhány ppm (milliomod rész) alatt kell legyen.
• Feldolgozás: A nyersanyagokat fizikai és kémiai módszerekkel, például úszatással, mágneses szeparálással és savas mosással tisztítani kell a fémionok és por eltávolításához.

2. Olvasztás

• Cél: A kristályos kvarchomok (SiO ₂ ) amorf olvasztott kvarcüveggé alakítása.
• Módszerek: Két fő típus létezik
• Elektromos olvasztási módszer :

Vákuummal vagy nemesgázzal (például argonnal) védett elektromos kemencében az elektródák vagy grafitfűtőtest által generált ívvel olyan hőmérsékletet biztosítanak, amely meghaladja a 2000 °°C-ot.

Ez a módszer rendkívül alacsony hidroxil (OH ⁻) tartalmú olvasztott kvarcot állíthat elő, amely alkalmas az ultraviola sávban történő alkalmazásra

• Lángfúziós módszer:

A kvarchomokot hidrogén-oxigén lánggal vagy oxigén-hidrogén lánggal permetezik a célfelületre, majd rétegenként felhalmozódnak burkolással.

Az ezzel a módszerrel előállított olvasztott kvarc általában viszonylag magas OH-tartalmú, alkalmas az infravörös sávra, és nagy méretű nyersdarabok gyártásához használható.

3. Alakítás és izzítás

• Cél: Az olvadt kvarcüveget a szükséges kezdeti forma (például tömb, rúd, lemez) alakítása és a belső feszültség megszüntetése.
• Folyamat: Az olvadt kvarcüvegfolyadékot öntőformába juttatják, vagy a hűtési folyamat szabályozásával adnak meg egy adott alakú „nyersdarabot”. Ezután a nyersdarabot az izzító kemencébe helyezik, és lassan vezetik át egy pontosan szabályozott hőmérséklet-tartományon (például 1100 °C-ról 800 C alá) °C). Ez a folyamat minimálisra csökkenti és homogenizálja a belső hőfeszültséget, megakadályozva a repedéseket vagy deformálódást a későbbi feldolgozás vagy használat során.

A kvartslap előnyei:

• Kiváló optikai tulajdonságok:

• Magas áteresztőképesség: A kvartslap nagyon magas áteresztést biztosít egy széles spektrális tartományban, a mély ultraibolyától (UV) a közeli infravörösig (NIR).
• Alacsony fluoreszcencia: A kvartslap természeténél fogva alacsony háttérfluoreszcenciával rendelkezik, ami kritikus fontosságú érzékeny optikai mérések esetén.

• Kiváló hőállóság:

• Rendkívül alacsony hőtágulási együttható: Nagyon ellenálló a hőütésnek és deformálódásnak gyors hőmérsékletváltozás hatására.
• Magas puhulási pont: A kvartslap nagyon magas üzemeltetési hőmérsékletekkel szemben is ellenáll. A kvartlapon hosszabb ideig 1100 fokig, rövid ideig pedig 1200 fokig alkalmazható.

• Kiváló kémiai tisztaság és ellenállás:

• Inertitás: Nagyon ellenálló a legtöbb sav, só és fém korróziójával szemben. A hidrogén-fluorid savon kívül a kvarcüveg majdnem nem reagál más savakkal kémiai kezelés során, savállósága pedig 30-szorosa a kerámiaének és 150-szerese az acélének.

• Kiváló elektromos szigetelő tulajdonságok :

A kvarckorong ellenállása 10 000-szer nagyobb, mint az átlagos üvegé. Kiváló elektromos szigetelő anyag, és magas hőmérsékleten is megtartja jó elektromos tulajdonságait. ‌

• Magas tisztaság: A kvarckorong rendkívül alacsony szennyeződési szinttel állítható elő, így megakadályozza a szennyeződést érzékeny folyamatokban.
• Kiváló elektromos szigetelés: A kvarckorong magas dielektromos szilárdsággal és alacsony dielektromos veszteséggel rendelkezik.
• Magas lézeres sérülési küszöb: A kvarckorong nagy teljesítményű lézersugarakat bír el sérülés nélkül, így ideális lézeralkalmazásokhoz.

Fő alkalmazási területek:

• Optika és fotonika:

• Lencsék, ablakok és prizmák: UV litográfiai berendezésekben, nagyteljesítményű lézerrendszerekben, távcsövekben és spektroszkópiai műszerekben használják.
• Optikai szálak: A magas tisztaságú optikai szálak alapanyaga, amelyeket a távközlésben és az adatátvitelben használnak.

• Félvezető gyártás:

• Waferhordozók és folyamatcsövek: Tégelyek, diffúziós csövek és waferhajók formájában használják magas hőmérsékletű folyamatokban szilíciumkristályok növesztéséhez és chipek gyártásához, köszönhetően tisztaságának és hőállóságának.

• Világítás:

• Fényerős kisülő (HID) lámpák: Az amalgám-, fémhalogenid- és xenonívlámpák burkolatai anyagaként használják, mivel ellenáll a magas hőmérsékletnek és az UV-sugárzásnak.

• Laboratóriumi berendezések:

• Küveták és laboratóriumi edények: UV-Vis spektroszkópiához és olyan alkalmazásokhoz használják, ahol kémiai inaktivitásra és hőütésállóságra van szükség.

Tiszta kvarckorong műszaki adatai