Okragły pręt ze szkła kwarcowego o dowolnych rozmiarach odporny na ciepło

Pasek szklany z kwarcu krzemionkowego:

Pręt kwarcowy to walec wykonany z stopionego kwarcu lub syntezy krzemionki. Charakteryzuje się wyjątkowymi właściwościami. Pręt z topionego kwarcu to pełny walec produkowany z wysokoczystego dwutlenku krzemu (SiO₂) poprzez stapianie kryształów naturalnego kwarcu lub surowców syntetycznych.

 Jest zaawansowanym technicznym materiałem kwarcowym, cenionym ze względu na wyjątkowe połączenie właściwości termicznych, optycznych i chemicznych, co czyni go niezastąpionym w przemyśle high-tech oraz badaniach naukowych.

Cechy

• Bardzo wysoka stabilność termiczna: charakteryzuje się bardzo niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i może wytrzymać gwałtowne zmiany temperatury bez pęknięć (odporność na szok termiczny). Temperatura mięknienia jest bliska 1630 °°C, a temperatura pracy ciągłej może dochodzić do 1050–1100 °C.
• Wyróżniająca się wydajność optyczna: Ma wysoką przepuszczalność w zakresach ultrafioletu, światła widzialnego i podczerwieni. Szczególnie charakteryzuje się doskonałą przepuszczalnością dla krótkofalowego światła ultrafioletowego.
• Nadzwyczajna czystość chemiczna i obojętność: Składa się z ponad 99,99% czystego dwutlenku krzemu, ma doskonałą odporność na większość kwasów (z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego i gorącego kwasu fosforowego). Nie powoduje zanieczyszczenia wrażliwych środowisk nawet w wysokich temperaturach.
• Wysoka izolacyjność elektryczna: Stanowi doskonały izolator elektryczny i zachowuje stabilne właściwości elektryczne nawet w wysokich temperaturach i przy dużych częstotliwościach.
• Doskonałe właściwości mechaniczne: Charakteryzuje się wysoką sztywnością i twardością oraz dobrą wytrzymałością mechaniczną w temperaturze pokojowej. Długoterminowa trwałość zależy od temperatury pracy, środowiska oraz jakości obróbki powierzchni.

Proces produkcji

• Przygotowanie surowców: Wybierz naturalne kryształy kwarcu o wysokiej czystości lub syntetyczne materiały krzemowe.
• Topienie: Surowce są topione w piecu elektrycznym o wysokiej temperaturze pod ochroną próżni lub gazu obojętnego (zazwyczaj powyżej 2000 °C).
• Formowanie: Stopiony kwarc jest wyciągany w jednorodne pręty cylindryczne o określonym średnicy i długości za pośrednictwem precyzyjnie kontrolowanego procesu.
• Wyżarzanie: Uformowane pręty kwarcowe poddawane są starannie kontrolowanemu procesowi wyżarzania w celu usunięcia naprężeń wewnętrznych oraz zapewnienia stabilności materiału i wytrzymałości mechanicznej.
• Obróbka cieplna: W razie potrzeby mogą być wykonywane dalsze procesy, takie jak cięcie, szlifowanie, polerowanie i wypalanie, aby osiągnąć dokładne wymiary, gładką powierzchnię lub określone geometrie.

Główne typy

• Pręt kwarcowy przezroczysty: Typ standardowy, charakteryzujący się najwyższą przeziernością optyczną, odpowiedni do zastosowań optycznych i oświetleniowych.
• Pręt kwarcowy nieprzezroczysty: Zawiera dużą liczbę drobnych pęcherzyków, co czyni go nieprzezroczystym dla światła widzialnego, ale zazwyczaj przepuszczalnym dla promieniowania podczerwonego. Często charakteryzuje się lepszą odpornością na szoki termiczne i jest tańszy.
• Pręt z kwarcu spiekanego: Wykonany metodą osadzania chemicznego z fazy gazowej, charakteryzuje się najwyższą czystością i doskonałą przepuszczalnością promieniowania ultrafioletowego, co czyni go odpowiednim do najbardziej wymagających zastosowań w przemyśle półprzewodnikowym i optycznym.
• Dobra wytrzymałość mechaniczna. Długa trwałość użytkowa zależy od temperatury pracy, środowiska oraz jakości obróbki powierzchni.

Zalety pręta kwarcowego:

• Wysoka czystość: Składa się głównie z dwutlenku krzemu (SiO 2 - 2 ).
• Odporność na wysoką temperaturę: Wytrzymuje temperatury do 1100 °C (2012 °F) przez krótki czas i może być używany ciągle w temperaturze 1000 °C (1832 °F).
• Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej: Wysoka odporność na szok termiczny, co oznacza, że nie pęka łatwo podczas gwałtownych zmian temperatury.
• Doskonała przeźroczystość optyczna: Przepuszcza szeroki zakres światła, od ultrafioletu (UV) przez światło widzialne aż po podczerwień (IR).
• Wysoka izolacja elektryczna: Doskonały izolator elektryczny nawet w wysokich temperaturach.
• Doskonała odporność chemiczna: Obojętny wobec większości kwasów i odporny na korozję, co czyni go odpowiednim do stosowania w trudnych warunkach chemicznych.

Typowe zastosowania:

Główne zastosowania prętów kwarcowych, sklasyfikowane według branż:

• Przetwarzanie płytek: Stosowane jako łodzie płytek, pręty nośne i łopatki w piecach dyfuzyjnych oraz systemach CVD (osadzanie chemiczne z fazy gazowej) do mocowania płytek krzemowych podczas obróbki w wysokiej temperaturze.

Zastosowania optyczne: Działają jako przewodniki światła lub kanały dla światła UV w urządzeniach do produkcji półprzewodników.

• Bańki lamp / osłony: Stosowane w lampach halogenowych, lampach UV oraz lampach wyładowczych o wysokiej intensywności. Kwarц chroni włókno, umożliwiając przy tym przechodzenie światła w wysokiej temperaturze.

Konstrukcje nośne: Działają jako wewnętrzne podpory dla włókien i elektrod w lampach pracujących w wysokiej temperaturze.

• Aparatura laboratoryjna: Służy do wyrobu mieszadeł, uchwytów na próbki oraz rurek ochronnych termopar w piecach wysokotemperaturowych i eksperymentach chemicznych.

Łąki optyczne i komponenty: Wykorzystywane jako solidne, stabilne i termicznie niezmienne konstrukcje nośne w precyzyjnych układach optycznych (np. do mocowania soczewek, zwierciadeł i laserów).

Spektroskopia: Służą jako uchwyty na próbki lub okienka w spektrometrach UV-Vis i IR dzięki doskonałym właściwościom optycznym.

• Szkła kontrolne: Stosowane jako otwory obserwacyjne w piecach wysokotemperaturowych, kotłach i reaktorach, umożliwiające wizualną kontrolę procesów wewnętrznych.

Rurki ochronne termopar: Chronią termopary przed agresywnymi chemicznie i wysokotemperaturowymi środowiskami, zapewniając dokładny pomiar temperatury.

Obróbka cieplna: Używane jako przyrządy montażowe, uchwyty i wałki w taśmach przenośnikowych w procesach obróbki cieplnej szkła i metali.

• Obsługa preform: Stosowane jako pręty manipulacyjne i konstrukcje nośne podczas produkcji preform światłowodów.

Specyfikacje techniczne