합성 석영 디스크의 핵심 소재는 비정질 실리카로, 압전 효과가 없습니다. 그러나 우수한 광학적 특성(높은 광투과율, 넓은 광투과 대역), 극도로 낮은 열팽창 계수, 높은 화학적 안정성 및 내열성 덕분에 광학, 반도체, 광통신 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있습니다.
투명 합성 석영 디스크 제조 공정의 핵심은 고온에서 석영 모래 원료를 녹여 균일한 유리 덩어리를 형성한 후, 열 성형 및 냉간 가공을 거치는 것입니다.
단계 1: 원료 준비 및 용융
이는 전체 공정의 기초로, 소재의 순도와 기본 물성을 결정합니다.
1. 쿼츠 유리판 원료 선택 및 가공
- 원료: 고순도 천연 쿼츠 모래 또는 합성 실리콘 분말이 사용됩니다. 광학 용도 용도에서는 매우 높은 순도가 필요하며, 전체 금속 불순물 함량은 일반적으로 백만분의 몇 부분 (ppm) 미만일 필요가 있습니다.
- 처리: 원료는 금속 이온 및 먼지와 같은 불순물을 제거하기 위해 플로테이션, 자기 분리 및 산성 세척과 같은 물리적 및 화학적 방법을 통해 정화해야합니다.
2. 용융
- 목적: 결정성 쿼츠 모래 (SiO) 를 변환 2 ) 는 amorphous 용융 쿼츠 유리로 만들어집니다.
- 방법: 크게 두 가지 종류가 있습니다.
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전기 용이 방법 :
진공 또는 관성 가스 (아르곤 등) 로 보호된 전기 오븐에서, 온도는 2000을 초과한다 °C는 전극이나 그래피트 히터로 생성된 활으로 공급됩니다.
이 방법은 매우 낮은 하이드록실 (OH) 를 가진 녹은 쿼츠를 생산할 수 있습니다. ⁻) 자외선 영역의 응용에 적합한 내용
석영 모래 분말을 수소-산소 화염 또는 산소-수소 화염을 통해 대상물에 분사한 후 클래딩 방식으로 층층이 증착시킨다.
이 방법으로 제조된 용융 석영은 일반적으로 비교적 높은 OH 함량을 가지며, 적외선 영역에 적합하고 대형 블랭크 제조에 사용할 수 있다.
3. 성형 및 어닐링
- 목적: 용융 석영 유리를 필요한 초기 형태(블록, 막대, 판 등)로 성형하고 내부 응력을 제거하는 것.
- 공정: 용융된 석영 유리 액체를 금형에 주입하거나 냉각 과정을 제어하여 특정 형상의 "블랭크"를 형성한다. 이후 블랭크를 어닐링로에 넣고 정밀하게 제어된 온도 범위(예: 1100℃ 이상에서 800℃ 이하까지)를 천천히 통과시킨다. °C에서 800℃ 이하로 °이 공정은 후속 가공 또는 사용 중에 균열이나 변형을 방지하기 위해 내부 열 응력을 최대한 줄이고 균일하게 만들 수 있습니다.
석영 디스크의 장점:
- 높은 투과율: 석영 디스크는 깊은 자외선(UV)에서 근적외선(NIR)에 이르기까지 넓은 스펙트럼 범위에서 매우 높은 투과율을 제공합니다.
- 낮은 형광: 석영 디스크는 본래 형광 배경이 낮아 정밀한 광학 측정에 필수적입니다.
- 매우 낮은 열팽창 계수: 급격한 온도 변화 하에서도 열충격 및 변형에 매우 강합니다.
- 높은 연화점: 석영 디스크는 매우 높은 작동 온도를 견딜 수 있습니다. 석영판은 장시간 동안 1100도를 버틸 수 있으며 단시간 작업 온도는 1200도입니다.
- 불활성: 대부분의 산, 염류 및 금속에 의한 부식에 매우 강함. 수소불화산을 제외하고는 다른 산들과 거의 반응하지 않으며, 화학 처리 시 거의 반응하지 않음. 석영 유리의 내산성은 세라믹보다 30배, 스테인리스강보다 150배 뛰어남.
석영 디스크의 저항값은 일반 유리보다 10,000배에 달함. 이는 탁월한 전기 절연 재료이며 고온에서도 우수한 전기적 특성을 유지함.
- 고순도: 극히 낮은 불순물 함량으로 석영 디스크를 제조할 수 있어 민감한 공정에서 오염을 방지함.
- 우수한 전기 절연성: 석영 디스크는 높은 절연 파괴 강도와 낮은 유전 손실 특성을 가짐.
- 높은 레이저 손상 한계: 석영 디스크는 고출력 레이저 빔을 견딜 수 있으며 손상 없이 작동하므로 레이저 응용 분야에 이상적임.
주요 적용 분야:
- 렌즈, 창문 및 프리즘: UV 리소그래피 장비, 고출력 레이저 시스템, 망원경 및 분광 분석 장비에 사용됨.
- 광섬유: 통신 및 데이터 전송용 고품질 광섬유의 핵심 재료.
- 웨이퍼 캐리어 및 공정 튜브: 순도와 열적 안정성 덕분에 실리콘 결정 성장 및 반도체 제조 공정의 고온 공정에서 도가니, 확산 튜브, 웨이퍼 보트로 사용됨.
- 고강도 방전 램프(HID 램프): 수은 램프, 금속 할라이드 램프, 제논 아크 램프의 엔벨로프 재료로 사용되며, 고온과 자외선 복사에 견딜 수 있음.
- 큐벳 및 실험기구: UV-Vis 분광법 및 화학적 비활성과 열충격 저항이 요구되는 응용 분야에서 사용됨.
투명 석영 디스크의 기술 데이터

