Rura/Pręt Kwarcowy

Płyty szklane kwarcowe są specjalnymi materiałami przemysłowymi wytwarzanymi z wysokoczystego dwutlenku krzemu (czystość ≥99,99%) poprzez topienie, cięcie i szlifowanie. Płyty szklane kwarcowe charakteryzują się twardością 7 w skali Mohsa, odpornością na wysoką temperaturę (długotrwała temperatura pracy do 1100°C), niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, wysoką trwałością termiczną oraz doskonałą izolacją elektryczną. W normalnych warunkach płyty szklane kwarcowe są bezbarwne i przezroczyste, z przepuszczalnością światła widzialnego przekraczającą 85%.

Ze względu na właściwości spektralne, płyty szklane kwarcowe dzielą się na trzy typy: JGS1 (daleka ultrafioletowa), JGS2 (ultrafioletowa) i JGS3 (podczerwona), które odpowiadają odpowiednio wysokiej przepuszczalności świetlnej w zakresie 185-250 nm oraz 200-250 nm dla pasma ultrafioletowego i dla obszaru podczerwonego. Właściwości optyczne płyty wpływają odbicie, rozpraszanie oraz zawartość zanieczyszczeń hydroksylowych. Dzięki procesom szlifowania jedno- i dwustronnego można osiągnąć chropowatość powierzchni poniżej 5A. Płyty szklane kwarcowe są powszechnie stosowane w półprzewodnikach, systemach laserowych, precyzyjnych przyrządach optycznych, sprzęcie medycznym i innych dziedzinach, stanowiąc materiał kluczowy dla komponentów krytycznych w wysokotemperaturowych i korozyjnych środowiskach.

Właściwości optyczne płytek ze szkła kwarcowego mają swoje unikalne cechy. Płytki szkła kwarcowego nie tylko przepuszczają daleką ultrafioletową część promieniowania, będąc najlepszym materiałem w tym zakresie, ale również przepuszczają światło widzialne oraz bliską część podczerwieni. Dzięki swojej odporności na wysoką temperaturę, bardzo małemu współczynnikowi rozszerzalności cieplnej, dobrej stabilności chemicznej oraz faktowi, że ich pęcherzyki, wtrącenia i jednolitość mogą dorównać tym samym parametrom szkła optycznego tradycyjnego, szkło kwarcowe jest niezastąpionym materiałem optycznym o wysokiej stabilności współczynnika optycznego, stosowanym w różnych trudnych warunkach pracy.

Można je podzielić na trzy kategorie ze względu na właściwości optyczne:

1. Szkło kwarcowe optyczne do dalekiej ultrafioletowej części promieniowania JGS1

Przezroczyste w zakresie ultrafioletu i światła widzialnego; brak pasma absorpcyjnego w zakresie długości fali 185-250 nm. Posiada silne pasmo absorpcyjne w zakresie długości fali 2600-2800 nm. Niefluorescencyjne, stabilne przy promieniowaniu świetlnym.

2. Płyta kwarcowa optyczna w ultrafiolecie JGS2

Przezroczysta w zakresie ultrafioletu i światła widzialnego; brak pasma absorpcji w zakresie długości fali 200-250 nm. Istnieje silne pasmo absorpcji w zakresie długości fali 2600-2800 nm. Nieemitująca światła, stabilna emisja świetlna.

3. Płyta kwarcowa optyczna w podczerwieni JGS3

Przezroczysta w zakresie widzialnym i podczerwonym; brak wyraźnego pasma absorpcji w zakresie 2600-2800 nm.

W porównaniu z zwykłym szkłem krzemianowym, płyta kwarcowa przezroczysta charakteryzuje się doskonałą przepuszczalnością w całym zakresie długości fal. Przepuszczalność spektralna w zakresie podczerwieni jest wyższa niż w przypadku zwykłego szkła. W zakresie widzialnym przepuszczalność szkła kwarcowego jest również stosunkowo wysoka. W zakresie spektralnym ultrafioletu, szczególnie w krótkofalowym ultrafiolecie, przepuszczalność spektralna jest znacznie lepsza niż u innych szkieł.

Współczynnik przenikania widmowego zależy od trzech czynników: odbicia, rozpraszania i pochłaniania. Odbicie szkła kwarcowego wynosi zazwyczaj 8%, przy czym w zakresie ultrafioletu jest większe, a w zakresie podczerwieni mniejsze. Dlatego współczynnik przenikania szkła kwarcowego zazwyczaj nie przekracza 92%. Rozpraszanie szkła kwarcowego jest stosunkowo niewielkie i można je pominąć. Pochłanianie widmowe ściśle wiąże się z zawartością zanieczyszczeń i procesem produkcji szkła kwarcowego. Poziom współczynnika przenikania w paśmie poniżej 200 nanometrów wskazuje ilość zanieczyszczeń metalicznych. Pochłanianie przy 240 nanometrach wskazuje ilość struktur beztlenowych. Pochłanianie w zakresie widzialnym wynika z obecności jonów metali przejściowych. Pochłanianie przy 2730 nanometrach to pik pochłaniania grup hydroksylowych, który może być wykorzystany do obliczenia zawartości grup hydroksylowych.

Płyty szklane kwarcowe to specjalne przemysłowe szkła techniczne wykonane z dwutlenku krzemu i stanowią wyjątkowo doskonały materiał podstawowy. Płyty szklane kwarcowe posiadają szereg doskonałych właściwości fizycznych i chemicznych, takich jak:

1. Odporność na wysoką temperaturę. Punkt mięknięcia płyty szklanej kwarcowej wynosi około 1730°C. Może być używana przez długi czas w temperaturze 1100°C, a maksymalna krótkotrwała temperatura pracy może wynosić 1450°C.

2. Odporność na korozję. Poza kwasem fluorowodorowym, płyta szklana kwarcowa niemal nie ulega reakcjom chemicznym z innymi substancjami kwasowymi. Jej odporność kwasowa jest 30 razy większa niż ceramiki i 150 razy większa niż stali nierdzewnej. Szczególnie w wysokiej temperaturze jej stabilność chemiczna nie ma sobie równych wśród innych materiałów inżynieryjnych.

3. Dobra stabilność termiczna. Płyta szklana z kwarcu ma bardzo mały współczynnik rozszerzalności cieplnej i wytrzymuje gwałtowne zmiany temperatury. Nawet po ogrzaniu do około 1100°C i umieszczeniu w wodzie o temperaturze pokojowej nie ulegnie pęknięciu.

4. Dobra przezierność świetlna. Płyty szklane z kwarcu posiadają doskonałą przezierność świetlną w całym paśmie spektralnym od ultrafioletu po podczerwień. Przepuszczalność światła widzialnego wynosi powyżej 93%, a szczególnie w zakresie ultrafioletu maksymalna przezierność może przekraczać 80%.
 
Dalsza obróbka płyty szklanej z kwarcu:
Szlifowanie obustronne, szlifowanie jednostronne i toczenie jednostronne, szlifowanie sześciennych stron, wiercenie laserowe, fazowanie, polerowanie krawędzi płomieniem, piaskowanie, rowkowanie, pokrywanie złotem, pokrywanie aluminiowe i inne.

W dziedzinie systemów utwardzania UV zastosowanie płyt kwarcowych wyróżnia się jako istotny wybór. Płyty te oferują wiele zalet, które znacząco zwiększają efektywność, jakość i trwałość procesu utwardzania. Od filtracji szkodliwego promieniowania podczerwonego po zapewnienie optymalnej transmisji UV, płyty kwarcowe odgrywają kluczową rolę w różnych branżach, gdzie precyzja i jakość są najważniejsze.

Jedną z głównych funkcji płytek kwarcowych w systemach utwardzania UV jest ich zdolność do filtrowania promieniowania podczerwonego (IR), jednocześnie przepuszczając promieniowanie UV. Ta cecha jest kluczowa dla utrzymania skutecznego kontroli temperatury w systemie. Zapobiegając nagromadzeniu nadmiaru ciepła, płytki kwarcowe chronią przed potencjalnym uszkodzeniem zarówno podłoża poddanego obróbce, jak i elementów systemu UV. Ta właściwość jest szczególnie ważna w zastosowaniach, gdzie utrzymanie określonej temperatury ma kluczowe znaczenie, na przykład przy utwardzaniu powierzchni o niskiej gęstości lub lekkich.

Zastosowanie płytek szklanych kwarcowych:
Powstawanie płyty szklanej kwarcowej jest wynikiem jej stopu o bardzo dużej lepkości w wysokiej temperaturze. Płyta szklana kwarcowa jest powszechnie stosowana w produkcji półprzewodników, źródeł światła elektrycznego, urządzeń półprzewodnikowych do telekomunikacji, laserów, przyrządów optycznych, sprzętu laboratoryjnego, urządzeń elektrycznych, sprzętu medycznego oraz aparatury chemicznej odpornej na wysoką temperaturę i korozję, a także w przemyśle chemicznym, elektronicznym, metalurgicznym, budowlanym i obronnym.