Kvarcinis vamzdelis/strypas

Kvarcinės stiklo plokštės yra specialūs pramonės medžiagos, pagamintos iš aukštos grynumo silicio dioksido (grynumas ≥99,99 %) lydymo, pjovimo ir šlifavimo procese. Kvarcinės stiklo plokštės turi 7 Mohs kietumo, atsparios aukštai temperatūrai (ilgalaikė darbo temperatūra iki 1100 °C), mažą šiluminį plėtimąsi, aukštą šiluminę stabilumą ir puikų elektrinį izoliavimą. Normaliomis sąlygoms kvarcinės stiklo plokštės yra bespalvės ir permatomos, matomos šviesos pralaidumas viršija 85 %.

Pagal spektrinę savybę, kvarco stiklo plokštė klasifikuojama į tris tipus: JGS1 (tolimasis ultravioletinis), JGS2 (ultravioletinis) ir JGS3 (infraraudonasis), atitinkamai atsižvelgiant į aukšto šviesos pralaidumo charakteristikas 185-250 nm ir 200-250 nm ultravioletiniuose diapazonuose bei infraraudonosiose srityse. Optinės savybės priklauso nuo atspindžio, sklaidos ir hidroksilo priemaišų kiekio. Naudojant vieno arba dviejų pusių poliravimo procesus galima pasiekti paviršiaus nelygumą mažesnį nei 5A. Kvarco stiklo plokštė plačiai naudojama puslaidininkiams, lazerių sistemoms, tiksliesiems optiniams prietaisams, medicinos įrangai ir kitiems taikymo sritims bei yra pagrindinė medžiaga svarbiems komponentams aukštoje temperatūroje ir korozinėje aplinkoje.

Kvarco stiklo plokščių optinės savybės turi savo unikalių savybių. Kvarco stiklo plokštelė gali ne tik praleisti tolimąsias ultravioletinio spinduliavimo bangas, būdama geriausia tarp visų ultravioletinius spindulius praleidžiančių medžiagų, bet ir matomą šviesą bei artimąsias infraraudonąsias bangas. Dėl savo atsparumo aukštai temperatūrai, labai mažo šiluminio plėtimosi koeficiento, gerai išsivysčiusios cheminės stabilumo savybės bei to, kad jos burbuliukai, dryžiai, vientisumas gali prilygti įprastinio optinio stiklo kokybei, kvarco stiklas yra nepakeičiama optinė medžiaga, turinti aukštą stabilų optinį koeficientą, tinkanti eksploatacijai įvairiomis kietomis sąlygomis.

Pagal optines savybes jis gali būti klasifikuojamas į tris kategorijas:

1. Toli ultravioletiniam spinduliavimui praleidžiantis kvarco stiklas JGS1

Permatomas ultravioletinės ir matomos šviesos spektruose; 185–250 nm bangos ilgio diapazone nėra absorbcijos juostos. 2600–2800 nm bangos ilgio diapazone yra stipri absorbcijos juosta. Nespinduliuoja, stabilus šviesos spinduliavimas.

2. Ultravioletinės optinės kvarco stiklo plokštė JGS2

Permatoma ultravioletinės ir matomos šviesos spektruose; 200–250 nm bangos ilgio diapazone nėra absorbcijos juostos. 2600–2800 nm bangos ilgio diapazone yra stipri absorbcijos juosta. Nespindinti, stabilios šviesos spinduliavimas.

3. Infraraudonosios optinės kvarco stiklo plokštė JGS3

Permatoma matomo ir infraraudono spektro diapazonuose; 2600–2800 nm juostos diapazone nėra aiškios absorbcijos juostos.

Palyginti su įprasta silikato stiklu, permatoma kvarco stiklo plokštė turi puikią perdavimo savybę visame bangos ilgių diapazone. Infraraudoname regiono spektrinis pralaidumas yra didesnis nei įprasto stiklo. Matomame regione kvarco stiklo pralaidumas taip pat yra gana aukštas. Ultravioletinės spektro srityje, ypač trumpųjų ultravioletinių bangų srityje, spektrinis perdavimas yra daug geresnis nei kitų stiklų.

Spektrinis pralaidumas priklauso nuo trijų veiksnių: atspindžio, sklaidos ir sugerties. Kvarco stiklo atspindys paprastai yra 8%, didesnis ultravioletinėje srityje ir mažesnis infraraudonojoje srityje. Todėl kvarco stiklo pralaidumas paprastai neviršija 92%. Kvarco stiklo sklaida yra santykinai maža ir dažnai gali būti nepaisoma. Spektrinė sugertis glaudžiai susijusi su kvarco stiklo priemaišų kiekiu ir gamybos procesu. Pralaidumo lygis bangos ilgio juostoje, mažesnėje nei 200 nm, rodo metalinių priemaišų kiekį. 240 nm sugertis nurodo beoksigenio struktūros kiekį. Matomoje juostoje sugerties priežastis yra pereinamųjų metalų jonų buvimas. 2730 nm sugerties viršūnė yra hidroksilo grupių sugerties viršūnė, kurią galima panaudoti hidroksilo grupių kiekiui apskaičiuoti.

Kvarco stiklo plokštės yra specialios pramoninės techninės stiklo rūšys, pagamintos iš silicio dioksido ir yra itin puiki bazinė medžiaga. Kvarco stiklo plokštės turi daugybę puikių fizinių ir cheminių savybių, tokių kaip:

1. Atsparumas aukštai temperatūrai. Kvarco stiklo plokščių minkštinimo temperatūra yra maždaug 1730°C. Jos gali būti naudojamos ilgą laiką esant 1100°C temperatūrai, o trumpalaikė maksimali darbo temperatūra gali pasiekti 1450°C.

2. Atsparumas korozijai. Išskyrus fluoridinę rūgštį, kvarco stiklo plokštės beveik nesureaguoja su kitomis rūgštimis. Jos atsparumas rūgštims yra 30 kartų didesnis nei keramikos ir 150 kartų didesnis nei nerūdijančio plieno. Ypač esant aukštai temperatūrai, jos cheminis stabilumas pranoksta bet kurią kitą techninę medžiagą.

3. Gerą terminę stabilumą. Kvarco stiklo plokštė turi labai mažą terminio plėtimosi koeficientą ir gali atlaikyti staigius temperatūros pokyčius. Net jei ją įkaitinti iki maždaug 1100 °C temperatūros ir po to panardinti į kambario temperatūros vandenį, ji neišsitrūks.

4. Gerą šviesos pralaidumą. Kvarco stiklo plokštės turi puikų šviesos pralaidumą visoje spektrinėje juostoje nuo ultravioletinės iki infraraudonosios. Matomos šviesos pralaidumas virš 93 %, o ypač ultravioletinėje spektrinėje srityje maksimalus pralaidumas gali viršyti 80 %.
 
Kvarco stiklo plokštės tolesnis apdorojimas:
Abiejų pusių poliravimas, vienos pusės poliravimas ir kitos pusės šlifavimas, šešių pusių poliravimas, lazerinis gręžimas, nuobriaša, krašto apdegimas, smėlio plovimas, pjūvis, aukso danga, aliuminio danga ir pan.

Ultražaliosios spinduliuotės kietinimo sistemų srityje kvarco plokščių integravimas išsiskiria kaip svarbus pasirinkimas. Šios plokštelės suteikia daugybę privalumų, kurie žymiai padidina kietinimo proceso efektyvumą, kokybę ir ilgaamžiškumą. Nuo kenksmingos infraraudonosios spinduliuotės filtravimo iki optimalaus UV spindulių pralaidumo užtikrinimo, kvarco plokštelės vaidina svarbų vaidmenį įvairiose pramonės šakose, kur tikslumas ir kokybė yra svarbiausios.

Viena iš pagrindinių kvarco plokščių funkcijų UV spindulių kietinimo sistemose yra jų gebėjimas filtruoti infraraudonuosius (IR) spindulius, leidžiant UV spinduliams praeiti. Ši savybė yra būtina, kad būtų išlaikytas sistemos temperatūros kontrolės efektyvumas. Užkertant kelią perteklinei šilumai kauptis, kvarco plokštės apsaugo nuo galimų pažeidimų tiek apdorojamam paviršiui, tiek pačiai UV sistemos įrangai. Ši savybė ypač naudinga ten, kur būtina išlaikyti tikslų temperatūros režimą, pvz., kietinant žemo tankio ar lengvus paviršius.

Kvarco stiklo plokštės taikymas:
Kvarco stiklo plokštės susidarymas yra dėl jų lydalų turinčių labai aukštą klampumą aukštoje temperatūroje. Kvarco stiklo plokštės plačiai naudojamos puslaidininkių, elektrinių šaltinių, puslaidininkių ryšių įrenginių, lazerių, optinių prietaisų, laboratorinių prietaisų, elektrinės įrangos, medicinos įrangos, bei aukštoje temperatūroje ir korozijai atsparių cheminių prietaisų gamyboje, taip pat chemijos, elektronikos, metalurgijos, statybinių medžiagų ir nacionalinės gynybos pramonėje.