Disco Redondo de Quartzo Fundido Transparente com Alta Transmissão UV

O material básico do disco de quartzo fundido é sílica amorfa, que não possui efeito piezoelétrico. No entanto, suas excelentes propriedades ópticas (alta transmitância luminosa, ampla faixa de transmissão de luz), coeficiente extremamente baixo de expansão térmica, alta estabilidade química e resistência ao calor fazem com que seja amplamente utilizado em óptica, semicondutores, comunicações ópticas e outros campos.

 O cerne do processo de fabricação do disco de quartzo fundido transparente é derreter matérias-primas de areia de quartzo em altas temperaturas para formar um corpo vítreo homogêneo, seguido de conformação a quente e usinagem a frio.

Fase Um: Preparação e fusão da matéria-prima

Esta é a base de todo o processo, determinando a pureza e as propriedades básicas do material.

1. Placa de vidro de quartzo Seleção e processamento da matéria-prima

• Matérias-primas: É utilizado areia de quartzo natural de alta pureza ou pó de silício sintético. Para aplicações de grau óptico, é exigida pureza extremamente elevada, sendo que o teor total de impurezas metálicas geralmente precisa ser inferior a algumas partes por milhão (ppm).
• Processamento: As matérias-primas precisam ser purificadas por métodos físicos e químicos, como flotação, separação magnética e lavagem ácida, para remover impurezas como íons metálicos e poeira.

2. Fusão

• Objetivo: Converter areia de quartzo cristalino (SiO 2 - 2 ) em vidro de quartzo fundido amorfo.
• Métodos: Existem principalmente dois tipos
• Método de fusão elétrica :

Em um forno elétrico protegido por vácuo ou gás inerte (como argônio), uma temperatura superior a 2000 °°C é fornecida por um arco gerado por eletrodos ou por um aquecedor de grafite.

Este método pode produzir quartzo fundido com teor extremamente baixo de hidroxila (OH ⁻) conteúdo, que é adequado para aplicações na faixa ultravioleta

• Método de fusão por chama:

Pó de areia de quartzo é pulverizado sobre o alvo através de uma chama hidrogênio-oxigênio ou oxigênio-hidrogênio, e depois depositado camada a camada por revestimento.

O quartzo fundido produzido por este método geralmente contém um teor relativamente alto de OH, é adequado para a faixa do infravermelho e pode ser usado para fabricar brancos de grande porte.

3. Moldagem e recozimento

• Objetivo: Moldar o vidro de quartzo fundido na forma inicial desejada (como bloco, bastão, placa) e eliminar tensões internas.
• Processo: O líquido de vidro de quartzo fundido é injetado no molde ou um "branco" de forma específica é formado controlando o processo de resfriamento. Posteriormente, o branco é levado ao forno de recozimento e atravessa lentamente uma faixa de temperatura precisamente controlada (por exemplo, de acima de 1100 °C para abaixo de 800 °C). Este processo pode minimizar e homogeneizar ao máximo a tensão térmica interna, evitando rachaduras ou deformações durante o processamento subsequente ou uso.

Vantagens do disco de quartzo:

• Propriedades Ópticas Excepcionais:

• Alta Transmissão: O disco de quartzo oferece alta transmissão em uma ampla faixa espectral, desde o ultravioleta profundo (UV) até o infravermelho próximo (NIR).
• Baixa fluorescência: O disco de quartzo possui naturalmente baixa fluorescência de fundo, o que é essencial para medições ópticas sensíveis.

• Estabilidade Térmica Excepcional:

• Coeficiente de Expansão Térmica Extremamente Baixo: Altamente resistente a choque térmico e deformação sob mudanças rápidas de temperatura.
• Ponto de Amolecimento Elevado: O disco de quartzo pode suportar temperaturas operacionais muito altas. A placa de quartzo pode resistir a 1100 graus por longo tempo e a temperatura de trabalho de curta duração é de 1200 graus.

• Excelente Pureza Química e Resistência:

• Inércia: Altamente resistente à corrosão por ácidos, sais e metais. Além do ácido fluorídrico, o vidro de quartzo quase não reage com outros ácidos em tratamentos químicos, e sua resistência a ácidos é 30 vezes maior que a dos cerâmicos e 150 vezes maior que a do aço inoxidável.

• Excelente desempenho de isolamento elétrico :

O valor de resistência do disco de quartzo é equivalente a 10.000 vezes o do vidro comum. É um excelente material isolante elétrico e mantém boas propriedades elétricas mesmo em altas temperaturas. ‌

• Alta Pureza: O disco de quartzo pode ser produzido com níveis extremamente baixos de impurezas, evitando contaminação em processos sensíveis.
• Isolamento Elétrico Superior: O disco de quartzo possui alta rigidez dielétrica e baixa perda dielétrica.
• Alto Limite de Danificação por Laser: O disco de quartzo pode suportar feixes de laser de alta potência sem se danificar, tornando-o ideal para aplicações a laser.

Principais Campos de Aplicação:

• Óptica e Fotônica:

• Lentes, Janelas e Prismas: Utilizados em equipamentos de litografia UV, sistemas a laser de alta potência, telescópios e instrumentos espectroscópicos.
• Fibras Ópticas: O material principal para fibras ópticas de alta pureza usadas em telecomunicações e transmissão de dados.

• Fabricação de semicondutores:

• Portadores de Wafer e Tubos de Processo: Utilizados como cadinhos, tubos de difusão e barcos para wafer em processos de alta temperatura para o crescimento de cristais de silício e fabricação de chips, devido à sua pureza e estabilidade térmica.

• Iluminação:

• Lâmpadas de Descarga de Alta Intensidade (HID): Utilizadas como material de envelope para lâmpadas de mercúrio, halogeneto metálico e arco de xenônio, pois suportam altas temperaturas e radiação UV.

• Equipamento de Laboratório:

• Cubetas e Utensílios de Laboratório: Utilizados em espectroscopia UV-Vis e em aplicações que exigem inércia química e resistência ao choque térmico.

Dados Técnicos do Disco de Quartzo Transparente