Круг од прозирног спојеног кварца са високом пропусношћу УВ зрачења

Основни материјал дискете од фузионисаног кварца је аморфни силицијум-диоксид, који нема пиезоелектрични ефекат. Међутим, његова изузетна оптичка својства (висока пропусност светлости, широк опсег преноса светлости), изузетно низак коефицијент топлотног ширења, висока хемијска стабилност и отпорност на топлоту чине га често коришћеним у оптици, полупроводницима, оптичкој комуникацији и другим областима.

 Срж процеса производње прозирне дискете од фузионисаног кварца је топљење сировина од кварцног песка на високим температурама како би се формирао хомогени стаклени масив, након чега следи топло обликовање и хладно обрадивање.

Фаза један: Припрема сировина и топљење

Ово је темељ целих процеса, који одређује чистоћу и основна својства материјала.

1. Кварцна стаклена плоча Избор и обрада сировина

• Сировине: Користи се високопурни природни кварцни песак или синтетички прах силицијума. За оптичке примене захтева се изузетно висока чistoћа, а укупан садржај металних примеса обично мора бити мањи од неколико делова по милиону (ppm).
• Обрада: Сировине морају бити очишћене физичким и хемијским методама као што су флотација, магнетна сепарација и прање киселином ради уклањања примеса попут јона метала и прашине.

2. Titenje

• Циљ: Претварање кристалног кварцног песка (SiO 2 ) у аморфно спајани кварцни стакло.
• Методе: Постоје главно две врсте
• Електрично топљење :

У електричној пећи заштићеној вакуумом или инертним гасом (на пример аргон), температура преко 2000 °°C осигурава се луком који стварају електроде или графитни грејач.

Ова метода може производити спајано кварцно стакло са изузетно ниским садржајем хидроксила (OH ⁻) садржај, који је погодан за примену у ултравиолетном опсегу

• Метода флуидне фузије:

Прах кварцног песка прска се на циљиште помоћу пламена водоник-кисеоник или кисеоник-водоник, а затим се депонује слој по слој путем омотавања.

Фузирани кварц направљен овом методом обично садржи релативно висок садржај ОХ група, погодан је за инфрацрвени опсег и може се користити за производњу великих загушача.

3. Обликовање и жилављење

• Циљ: Обликовање топљеног кварцног стакла у потребан почетни облик (на пример блок, шипка, плоча) и елиминисање унутрашњих напона.
• Процес: Течност топљеног кварцног стакла улива се у калуп или се „загушач“ одређеног облика формира контролисањем процеса хлађења. Након тога, загушач се уноси у пећ за жилављење и споро пролази кроз прецизно контролисан температурни опсег (на пример, од преко 1100 °C до испод 800 °C). Овај процес може да смањи и уједначи унутрашњи термички напон до највеће могуће мере, спречавајући пуцање или деформацију током наредне обраде или употребе.

Предности кварцне плоче:

• Изузетна оптичка својства:

• Висока пропустљивост: Кварцна плоча омогућава веома високу пропустљивост у широком спектралном опсегу, од дубоког ултравиолетног (UV) до близу инфрацрвеног (NIR).
• Ниска флуоресценција: Кварцна плоча има урођено низак фон флуоресценције, што је кључно за осетљива оптичка мерења.

• Изузетна термичка стабилност:

• Екстремно низак коефицијент термичког ширења: Високо отпоран на термички шок и деформацију при брзим променама температуре.
• Висока тачка мекашења: Кварцна плоча може да издржи веома високе радне температуре. Кварцна плоча може да издржи 1100 степени дуже време, а краткорочна радна температура је 1200 степени.

• Изузетна хемијска чистоћа и отпорност:

• Inertnost: Vrlo otporan na koroziju većine kiselina, soli i metala. Osim fluoridne kiseline, kvantno staklo skoro ne reaguje sa drugim kiselinama pri hemijskoj obradi, a otpornost na kiseline je 30 puta veća u odnosu na keramiku, a 150 puta veća u odnosu na nerđajući čelik.

• Изузетна изолациона електрична својства :

Otpornost kvacnog diska je ekvivalentna 10.000 puta većoj u odnosu na obično staklo. To je izuzetan električni izolacioni materijal koji održava dobre električne osobine čak i na visokim temperaturama. ‌

• Visoka čistoća: Kvačni disk može se proizvesti sa izuzetno niskim nivoima primesa, sprečavajući kontaminaciju u osetljivim procesima.
• Izuzetna električna izolacija: Kvačni disk poseduje visoku dielektričnu čvrstoću i niske dielektrične gubitke.
• Visok prag oštećenja laserom: Kvačni disk može da podnese laserske zrake visoke snage bez oštećenja, što ga čini idealnim za laserske primene.

Glavna polja primene:

• Optika i fotonika:

• Sočiva, prozori i prizme: Koriste se u UV litografskoj opremi, sistemima visokofrekventnih lasera, teleskopima i spektroskopskim instrumentima.
• Optička vlakna: Osnovni materijal za optička vlakna visoke čistoće koja se koriste u telekomunikacijama i prenosu podataka.

• Производња полупроводника:

• Nošači pločica i procesne cevi: Koriste se kao tiglice, difuzione cevi i čamci za pločice u visokotemperaturnim procesima za uzgoj kristala silicijuma i izradu čipova zbog svoje čistoće i termičke stabilnosti.

• Osvetljenje:

• Lampe sa visokim intenzitetom svetlosti (HID): Koriste se kao materijal kućišta za živine, metal-halidne i ksenonske luke jer može da izdrži visoke temperature i UV zračenje.

• Laboratorijska oprema:

• Kivete i laboratorijsko posuđe: Koriste se za UV-Vis spektroskopiju i u primenama gde je potrebna hemijska inertnost i otpornost na termički šok.

Tehnički podaci providnog kvarc diska