Probówka kwarcowa z jednym zamkniętym końcem do szkła laboratoryjnego

Definicja rury kwarcowej

Rury kwarcowe to niezastąpione elementy o wysokiej wydajności stosowane w laboratoriach i przemyśle, wykonane z wysokoczystego krzemionki stopionej, zazwyczaj o zawartości krzemu na poziomie 99,9% lub wyższym, przy czym najwyższe gatunki osiągają czystość SiO₂ na poziomie 99,99%. Proces produkcji polega na stapianiu naturalnych kryształów kwarcu w bardzo wysokiej temperaturze, około 2000°C, a następnie precyzyjnej obróbce takiej jak rozciąganie i formowanie, aby zapewnić jednolitą grubość ścianek i integralność strukturalną. Rury te różnią się od zwykłego szkła i alternatyw borokrzemowych dzięki wyjątkowemu połączeniu właściwości termicznych, chemicznych, optycznych i mechanicznych, co czyni je niezbędными w wielu wymagających zastosowaniach.

Procesy produkcji rurki kwarcowej

Rurki kwarcowe wytwarza się poprzez ciągłe procesy topnienia i wyciągania. Surowiec jest podawany do pieca o wysokiej temperaturze, gdzie ulega stopieniu. Roztopiony kwarц jest następnie wyciągany przez mandryl, tworząc ciągłą rurkę o określonym średnicy i grubości ścianki. Proces ten wymaga precyzyjnej kontroli zapewniającej dokładność wymiarową oraz zapobiegającej powstawaniu pęcherzy i zanieczyszczeń. Kolejne etapy mogą obejmować cięcie, hartowanie końców w celu zapobiegania pękaniom oraz różne operacje obróbki skrawaniem.

Charakterystyka rurki kwarcowej

1. Niewydarzone właściwości termiczne
Odporność na wysoką temperaturę: Rurki kwarcowe charakteryzują się bardzo wysokim punktem mięknienia i mogą być używane ciągle w temperaturach do 1100°C. Dzięki temu są idealne do zastosowań w piecach, procesach dyfuzji oraz jako osłony termopar pracujących w wysokich temperaturach.
Wyjątkowa odporność na szoki termiczne: Mogą wytrzymać szybkie i ekstremalne zmiany temperatury bez pękania, co wynika z ich bardzo niskiego współczynnika rozszerzalności cieplnej.

2. Nadzwyczajna przejrzystość optyczna
Rury kwarcowe, szczególnie te wykonane z wysokoczystego kwarcu stopionego, charakteryzują się doskonałą przepuszczalnością w szerokim zakresie widma świetlnego. Są bardzo przezroczyste dla światła ultrafioletowego (UV), widzialnego oraz podczerwonego (IR). Dzięki temu są idealne do oświetlenia UV (np. lampy rtęciowe), fotolitografii półprzewodnikowej oraz różnych instrumentów optycznych.

3. Wysoka czystość i stabilność chemiczna
Kwarc jest naturalnie chemicznie obojętny. Rury kwarcowe wykazują dużą odporność na większość kwasów, soli oraz halogenów (takich jak chlor czy brom) w podwyższonej temperaturze. Wysoka czystość zapobiega zanieczyszczeniom w wrażliwych procesach, takich jak produkcja płytek półprzewodnikowych czy wytwarzanie leków.

4. Dobra izolacja elektryczna
Dzięki wysokiej rezystywności elektrycznej i niskim stratom dielektrycznym, rury kwarcowe są doskonałymi izolatorami elektrycznymi, nawet w bardzo wysokich temperaturach. Jest to kluczowe dla zastosowań w oświetleniu, systemach laserowych oraz elementach grzejnych pracujących w wysokich temperaturach.

5. Właściwości mechaniczne i fizyczne
Posiadają dobrą wytrzymałość mechaniczną i sztywność przy obciążeniach ściskających. Jednakże, podobnie jak większość szkła, są kruche i mogą ulec uszkodzeniu w wyniku uderzenia lub nieprawidłowego obchodzenia się.

Zastosowanie rury szklanej kwarcowej

1. Badania naukowe i laboratoria (główne scenariusze zastosowania)
Naczynia reakcji chemicznych o wysokiej temperaturze nadają się do eksperymentów wymagających długotrwałej lub natychmiastowej wysokiej temperatury, takich jak badania aktywności katalizatora, synteza materiałów nieorganicznych (np. przygotowanie kryształu tlenku) i reakcje rozkładu term Potrafią one wytrzymać ciągłe wysokie temperatury 1200°C i krótkoterminowe wysokie temperatury 1450°C, z doskonałą stabilnością termiczną, aby wytrzymać szybkie zmiany temperatury (np. bezpośrednie usuwanie z pieca wysokotemperaturowego do temperatury pokojowej)

2. Przygotowanie i analiza próbek
Wykrywanie metali ciężkich: stosowane jako naczynia do mineralizacji próbek w atomowej spektrometrii absorpcyjnej (AAS) i plazmie sprzężonej indukcyjnie optycznej spektrometrii emisyjnej (ICP-OES), odporne na korozję przez silne kwasy, takie jak stężony kwas azotowy i fluorowodorowy, zapobiegają zanieczyszczeniu próbek i gwarantują dokładność oznaczeń.

Oczyszczanie organiczne/nieorganiczne: Zastosowanie w destylacji, rektyfikacji, refluksie oraz innych operacjach, szczególnie odpowiednie do rozdzielania i oczyszczania próbek o wysokim punkcie wrzenia i silnych właściwościach korozyjnych (np. obróbka związków organicznych zawierających halogeny).

Naczynia wspomagające analizę spektroskopową charakteryzują się bardzo wysoką przeźroczystością (>90%) w zakresie widmowym od 190 nm do 2500 nm (ultrafiolet, światło widzialne, bliski podczerwień). Często wykorzystywane jako kuwety w spektrofotometrach UV-Vis oraz komórki próbek w spektroskopii fluorescencyjnej, umożliwiając bezpośrednią obserwację procesów reakcyjnych bez zakłócania sygnałów spektralnych.

W badaniach biologicznych i farmaceutycznych stosowane są do sterylizacji próbek biologicznych w wysokiej temperaturze (np. obróbka w wysokiej temperaturze podłoży dla hodowli mikrobiologicznych), testów stabilności leków (symulacja warunków przechowywania w wysokiej temperaturze) oraz wykrywania czystości szczepionek i środków biologicznych (odporna na działanie kwasów i zasad trawienie, aby uniknąć zanieczyszczenia białek/kwasów nukleinowych). Ich niemieszcząca porowatość powierzchnia zapobiega adsorpcji mikroorganizmów, spełniając wymagania sterylności.

3. Dziedziny optyczne i medyczne
Produkcja urządzeń optycznych: Stosowane do wytwarzania preform światłowodów oraz formowania optycznych soczewek w wysokiej temperaturze. Wysoka przeźroczystość na światło i stabilność wymiarowa gwarantują jednolitość współczynnika załamania światła oraz precyzję urządzeń optycznych.

  
Parametry techniczne