Le piastre in vetro di quarzo sono materiali industriali speciali realizzati con biossido di silicio ad alta purezza (purezza ≥99,99%) mediante fusione, taglio e rettifica. Le piastre in vetro di quarzo presentano una durezza Mohs di 7, resistenza elevata al calore (temperatura operativa a lungo termine fino a 1100 °C), bassa espansione termica, elevata stabilità termica e un'eccellente isolamento elettrico. In condizioni normali, le piastre in vetro di quarzo sono incolori e trasparenti, con una trasmissione della luce visibile superiore all'85%.
In base alle caratteristiche spettrali, la lastra di vetro di quarzo è classificata in tre tipi: JGS1 (ultravioletto lontano), JGS2 (ultravioletto) e JGS3 (infrarosso), che corrispondono rispettivamente alle elevate caratteristiche di trasmissione luminosa delle bande ultraviolette 185-250 nm e 200-250 nm e alla regione infrarossa. Le sue proprietà ottiche sono influenzate da riflessione, diffusione e contenuto di impurità idrossiliche. Attraverso processi di lucidatura singoli o doppi, si può ottenere una rugosità superficiale inferiore a 5A. La lastra di vetro di quarzo è ampiamente utilizzata nei settori dei semiconduttori, dei sistemi laser, degli strumenti ottici di precisione, delle attrezzature mediche e in altri campi, rappresentando un materiale fondamentale per componenti chiave in ambienti ad alta temperatura e corrosivi.
Le proprietà ottiche delle lastre di vetro di quarzo presentano caratteristiche uniche. La lastra di vetro di quarzo non solo è in grado di trasmettere i raggi ultravioletti lontani, risultando la migliore tra tutti i materiali trasmettitori di ultravioletti, ma può anche trasmettere la luce visibile e lo spettro infrarosso vicino. Grazie alla sua resistenza elevata alle temperature, al coefficiente di espansione termica estremamente ridotto, alla buona stabilità chimica e al fatto che le sue bolle, striature e uniformità possono competere con quelle del comune vetro ottico, il vetro di quarzo rappresenta un materiale ottico indispensabile, con un coefficiente ottico molto stabile, adatto a operare in svariate condizioni difficili.
Può essere classificato in tre categorie in base alle sue prestazioni ottiche:
1. Vetro ottico di quarzo per ultravioletto lontano JGS1
Trasparente negli spettri ultravioletto e luce visibile; non presenta bande di assorbimento nell'intervallo di lunghezze d'onda 185-250 nm. Esiste una banda di assorbimento intensa nell'intervallo di lunghezze d'onda 2600-2800 nm. Non è fluorescente e presenta una radiazione luminosa stabile.
2. Piastra di quarzo ottico ultravioletto JGS2
Trasparente nelle spettri della luce ultravioletta e visibile; Non presenta bande di assorbimento nell'intervallo di lunghezze d'onda 200-250 nm. È presente una forte banda di assorbimento all'interno dell'intervallo di lunghezze d'onda 2600-2800 nm. Non luminescente, radiazione luminosa stabile.
3. Piastra di quarzo ottico infrarosso JGS3
Trasparente nelle spettri visibili e infrarossi; Non è presente una banda di assorbimento evidente nell'intervallo 2600-2800 nm.
Rispetto al vetro silicato ordinario, la piastra di quarzo trasparente presenta eccellenti proprietà di trasmissione nell'intero intervallo di lunghezze d'onda. La trasmissione spettrale nella regione infrarossa è superiore a quella del vetro ordinario. Nella regione visibile, anche la trasmissività del vetro di quarzo è relativamente elevata. Nella regione spettrale ultravioletta, in particolare nella regione degli ultravioletti a onde corte, la trasmissione spettrale è molto migliore rispetto ad altri vetri.
La trasmittanza spettrale è influenzata da tre fattori: riflessione, diffusione e assorbimento. La riflessione del vetro di quarzo è generalmente dell'8%, con una riflessione maggiore nella regione ultravioletta e minore nella regione infrarossa. Pertanto, la trasmittanza del vetro di quarzo è generalmente non superiore al 92%. La diffusione del vetro di quarzo è relativamente ridotta e in genere può essere trascurata. L'assorbimento spettrale è strettamente correlato al contenuto di impurità e al processo produttivo del vetro di quarzo. Il livello di trasmittanza nella banda al di sotto dei 200 nanometri indica la quantità di impurità metalliche. L'assorbimento a 240 nanometri indica la quantità di strutture anossiche. L'assorbimento nella banda visibile è causato dalla presenza di ioni metallici di transizione. L'assorbimento a 2730 nanometri rappresenta il picco di assorbimento dei gruppi idrossilici, che può essere utilizzato per calcolare il contenuto di gruppi idrossilici.
Le lastre di vetro di quarzo sono vetri tecnici industriali speciali realizzati con biossido di silicio e rappresentano un materiale base estremamente eccellente. Le lastre di vetro di quarzo possiedono una serie di ottime proprietà fisiche e chimiche, tra cui:
1. Resistente alle alte temperature. Il punto di rammollimento delle lastre di vetro di quarzo è di circa 1730 °C. Possono essere utilizzate a lungo a 1100 °C e la temperatura massima di funzionamento a breve termine può raggiungere i 1450 °C.
2. Resistente alla corrosione. A parte l'acido fluoridrico, le lastre di vetro di quarzo difficilmente reagiscono con altre sostanze acide. La loro resistenza agli acidi è 30 volte superiore a quella della ceramica e 150 volte superiore a quella dell'acciaio inossidabile. In particolare a temperature elevate, la loro stabilità chimica non ha eguali tra i materiali da costruzione esistenti.
3. Buona stabilità termica. La piastra di vetro al quarzo ha un coefficiente di espansione termica estremamente ridotto e può resistere a variazioni brusche di temperatura. Anche quando riscaldata fino a circa 1100°C e successivamente immersa in acqua a temperatura ambiente, non si rompe.
4. Eccellente capacità di trasmissione della luce. Le piastre di vetro al quarzo presentano ottime caratteristiche di trasmissione luminosa lungo l'intera banda spettrale, dall'ultravioletto all'infrarosso. La trasmissione della luce visibile è superiore al 93% e, in particolare nella regione spettrale ultravioletta, la trasmissione massima può superare l'80%.
Ulteriore lavorazione della piastra di vetro al quarzo:
Lucidatura su entrambi i lati, lucidatura su un lato e rettifica sull'altro, lucidatura su sei lati, foratura laser, smussatura, lucidatura dei bordi con fiamma, sabbiatura, scanalatura, rivestimento in oro, rivestimento in alluminio e così via.
Nel settore dei sistemi di polimerizzazione UV, l'integrazione di piastre in quarzo si distingue come una scelta fondamentale. Queste piastre offrono numerosi vantaggi che migliorano in modo significativo l'efficienza, la qualità e la durata del processo di polimerizzazione. Dal filtraggio delle radiazioni infrarosse dannose alla garanzia di una trasmissione UV ottimale, le piastre in quarzo svolgono un ruolo cruciale in diversi settori industriali dove precisione e qualità sono di primaria importanza.
Una delle funzioni principali delle piastre di quarzo nei sistemi di indurimento UV è la loro capacità di filtrare la radiazione infrarossa (IR) permettendo al contempo al raggi UV di passare. Questa caratteristica è essenziale per mantenere un controllo efficiente della temperatura all'interno del sistema. Prevenendo l'accumulo di calore in eccesso, le lastre di quarzo proteggono dai potenziali danni sia al substrato trattato che ai componenti del sistema UV stesso. Questa caratteristica è particolarmente utile nelle applicazioni in cui il mantenimento di una temperatura specifica è fondamentale, come per esempio nella cura di superfici a bassa densità o leggere.
Applicazione di piastre di vetro al quarzo:
La formazione della lastra di vetro quarzato è il risultato della fusione che presenta una viscosità molto elevata a temperature elevate. La lastra di vetro quarzato è ampiamente utilizzata nella produzione di semiconduttori, sorgenti luminose elettriche, dispositivi di comunicazione semiconduttori, laser, strumenti ottici, strumenti di laboratorio, apparecchiature elettriche, strumenti medici, strumenti chimici resistenti ad alte temperature e alla corrosione, così come nei settori chimico, elettronico, metallurgico, dei materiali da costruzione e della difesa nazionale.
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