Tubo de ensaio de quartzo com uma extremidade fechada para vidraria laboratorial

Definição de tubo de ensaio de quartzo

Os tubos de ensaio de quartzo são componentes laboratoriais e industriais de alto desempenho indispensáveis, fabricados em sílica fundida de alta pureza, normalmente com um teor de sílica de 99,9% ou superior, com variantes premium atingindo pureza de 99,99% de SiO₂. O processo de fabricação envolve a fusão de cristais naturais de quartzo a uma temperatura ultraelevada de cerca de 2000 °C, seguida de técnicas de processamento de precisão, como estiramento e moldagem, para garantir espessura uniforme das paredes e integridade estrutural. Esses tubos destacam-se dos vidros comuns e alternativas de borossilicato devido à sua combinação excepcional de propriedades térmicas, químicas, óticas e mecânicas, tornando-os insubstituíveis em inúmeras situações de alto desempenho.

Processos de tubo de ensaio de quartzo

Os tubos de quartzo são fabricados por meio de processos contínuos de fusão e puxamento. A matéria-prima é alimentada em um forno de alta temperatura, onde é fundida. O quartzo fundido é então puxado sobre uma mandril para formar um tubo contínuo com diâmetro e espessura de parede específicos. O processo exige controle preciso para garantir a exatidão dimensional e evitar a formação de bolhas e impurezas. Etapas subsequentes podem incluir corte, polimento a fogo das extremidades para evitar rachaduras e várias operações de usinagem.

Características do tubo de ensaio de quartzo

1. Propriedades Térmicas Excepcionais
Resistência a Altas Temperaturas: Os tubos de quartzo possuem um ponto de amolecimento extremamente alto e podem ser utilizados continuamente em temperaturas de até 1100°C. Isso os torna ideais para fornos, processos de difusão e proteção de termopares em altas temperaturas.
Resistência Excepcional a Choque Térmico: Eles suportam mudanças rápidas e extremas de temperatura sem se romper, uma propriedade derivada de seu coeficiente de expansão térmica muito baixo.

2. Clareza Óptica Superior
Tubos de quartzo, especialmente aqueles feitos de quartzo fundido de alta pureza, oferecem excelente transmissão em um amplo espectro de luz. São altamente transparentes à luz ultravioleta (UV), visível e infravermelha (IV). Isso os torna ideais para iluminação UV (por exemplo, lâmpadas de vapor de mercúrio), fotolitografia de semicondutores e diversos instrumentos ópticos.

3. Alta Pureza e Estabilidade Química
O quartzo é inerentemente quimicamente inerte. Os tubos de quartzo são altamente resistentes à maioria dos ácidos, sais e halogênios (como cloro e bromo) em temperaturas elevadas. Essa alta pureza evita contaminação em processos sensíveis, como a fabricação de pastilhas de semicondutor e produção farmacêutica.

4. Boa Isolação Elétrica
Com alta resistividade elétrica e baixa perda dielétrica, os tubos de quartzo são excelentes isolantes elétricos, mesmo em temperaturas muito elevadas. Isso é crucial para aplicações em iluminação, sistemas a laser e elementos de aquecimento elétrico de alta temperatura.

5. Propriedades Mecânicas e Físicas
Possuem boa resistência mecânica e rigidez sob cargas compressivas. No entanto, como a maioria dos vidros, são frágeis e podem ser suscetíveis a impactos ou danos mecânicos se não forem manuseados adequadamente.

Aplicação do tubo de vidro de quartzo

1. Pesquisa Científica e Campo Laboratorial (Cenários Principais de Aplicação)
Vasos de reação química em alta temperatura são adequados para experimentos que exigem altas temperaturas prolongadas ou instantâneas, como testes de atividade catalítica, síntese de materiais inorgânicos (por exemplo, preparação de cristais de óxido) e reações de decomposição térmica (por exemplo, decomposição em alta temperatura de carbonatos). Suportam temperaturas contínuas de 1200 °C e temperaturas elevadas por curtos períodos de até 1450 °C, com excelente estabilidade térmica para resistir a variações bruscas de temperatura (por exemplo, remoção direta de um forno de alta temperatura para temperatura ambiente) sem rachaduras.

2. Pré-tratamento e Análise de Amostras
Detecção de metais pesados: Utilizados como vasos de digestão de amostras em Espectroscopia de Absorção Atômica (AAS) e Espectroscopia de Emissão Óptica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES), resistem à corrosão por ácidos fortes, como ácido nítrico concentrado e ácido fluorídrico, evitando a contaminação da amostra e garantindo a precisão da detecção.

Purificação orgânica/inorgânica: Aplicada em operações de destilação, retificação e refluxo, especialmente adequada para a separação e purificação de amostras com alto ponto de ebulição e alta corrosividade (por exemplo, tratamento de compostos orgânicos contendo halogênios).

Recipientes de apoio à análise espectroscópica possuem transmitância luminosa extremamente alta (>90%) na faixa espectral de 190 nm a 2500 nm (ultravioleta, visível, infravermelho próximo). São frequentemente utilizados como cubetas em espectrofotômetros UV-Vis e células de amostra em espectroscopia de fluorescência, permitindo a observação em tempo real dos processos reacionais sem interferir nos sinais espectrais.

Na pesquisa biológica e farmacêutica, são utilizados para esterilização em alta temperatura de amostras biológicas (por exemplo, tratamento em alta temperatura de meios de cultura microbiana), testes de estabilidade de medicamentos (simulação de ambientes de armazenamento em alta temperatura) e detecção de pureza de vacinas e agentes biológicos (digestão resistente a ácidos e álcalis para evitar contaminação por proteínas/ácidos nucleicos). Sua superfície não porosa impede a adsorção microbiana, atendendo aos requisitos de esterilidade.

3. Campos Óptico e Médico
Fabricação de dispositivos ópticos: Utilizado para o puxamento de pré-formas de fibra óptica e moldagem em alta temperatura de lentes ópticas. Sua elevada transmitância luminosa e estabilidade dimensional garantem a uniformidade do índice de refração e a precisão dos dispositivos ópticos.

  
Parâmetros Técnicos