Runn klar sluten kvarts skiva med hög UV-genomsläpplighet

Kärnmaterial i fuserad kvartsdisk är amorft kiseldioxid, vilket inte har någon piezoelektrisk effekt. Däremot gör dess utmärkta optiska egenskaper (hög ljusgenomsläpplighet, brett ljusgenomsläpplighetsband), extremt låg värmeutvidgningskoefficient, hög kemisk stabilitet och värmebeständighet att det används inom optik, halvledare, optisk kommunikation och andra områden.

 Kärnan i tillverkningsprocessen för klar fuserad kvartsdisk är att smälta råmaterial av kvartssand vid höga temperaturer för att bilda en homogen glaskropp, följt av varmformning och kallbearbetning.

Fas ett: Förberedelse och smältning av råmaterial

Detta är grunden för hela processen och avgör materialets renhet och grundläggande egenskaper.

1. Kvarcglasplatta Råmaterialval och bearbetning

• Råmaterial: Användning av högpur naturligt kvarcsand eller syntetiskt siliciumpulver. För optiska tillämpningar krävs extremt hög renhet, och det totala innehållet av metallföroreningar måste vanligtvis vara lägre än några få miljondelar (ppm).
• Bearbetning: Råmaterialen måste rengöras genom fysikaliska och kemiska metoder såsom flotering, magnetisk separation och syrarengöring för att ta bort föroreningar som metalljoner och damm.

2. Smältning

• Syfte: Att omvandla kristallint kvarcsand (SiO 2 ) till amorft smält kvarcglas.
• Metoder: Det finns huvudsakligen två typer
• Elektrisk smältmetod :

I en elektrisk ugn skyddad av vakuum eller inert gas (till exempel argon) tillförs en temperatur över 2000 °C via en ljusbåge från elektroder eller en grafitvärmare.

Denna metod kan producera smält kvarc med extremt lågt halter av hydroxyl (OH ⁻) innehåll, som är lämpligt för tillämpningar i ultraviolett band

• Flamlödningsmetod:

Kvartsandspulver sprutas på målet genom en vät-oxid-flamma eller en oxiväte-flamma, och avsätts därefter lager för lager genom mantling.

Det smälta kvarts som produceras med denna metod innehåller vanligtvis en relativt hög OH-halt, är lämpligt för infrarött band och kan användas för tillverkning av blank med stor storlek.

3. Formning och glödgning

• Mål: Att forma smält kvartsglas till önskad initial form (till exempel block, stav, skiva) och eliminera inre spänningar.
• Process: Den smälta kvartsglasvätskan injiceras i en form, eller ett "blank" med specifik form skapas genom att styra svalningsprocessen. Därefter förs blanket in i glödgugnen och passerar långsamt genom ett noggrant kontrollerat temperaturintervall (till exempel från över 1100 °C till under 800 °Denna process kan till stor del minimera och homogenisera inre termisk spänning, vilket förhindrar sprickbildning eller deformation under efterföljande bearbetning eller användning.

Fördelar med kvartsskiva:

• Exceptionella optiska egenskaper:

• Hög transmission: Kvartsskiva erbjuder mycket hög transmission över ett brett spektralområde, från djup ultraviolett (UV) till nära infrarött (NIR).
• Låg fluorescens: Kvartsskiva har naturligt låg bakgrund fluorescens, vilket är avgörande för känsliga optiska mätningar.

• Utmärkt termisk stabilitet:

• Extremt låg koefficient för termisk expansion: Mycket motståndskraftig mot termisk chock och deformation vid snabba temperaturförändringar.
• Hög uppmjukningspunkt: Kvartsskiva tål mycket höga driftstemperaturer. Kvartplatta kan tåla 1100 grader under lång tid och den kortvariga arbets temperaturen är 1200 grader.

• Utmärkt kemisk renhet och resistens:

• Inerthet: Mycket motståndskraftigt mot korrosion från de flesta syror, salter och metaller. Förutom vattenfluorid reagerar kvartsglas nästan inte med andra syror vid kemisk behandling, och dess syramotstånd är 30 gånger högre än keramikens och 150 gånger högre än rostfritt stål.

• Utmärkt elektrisk isolationsförmåga :

Motståndsvärdet för kvartsdisk är 10 000 gånger högre än för vanligt glas. Det är ett utmärkt elektriskt isoleringsmaterial och behåller goda elektriska egenskaper även vid höga temperaturer. ‌

• Hög renhet: Kvartsdisk kan tillverkas med extremt låga halter av föroreningar, vilket förhindrar kontaminering i känsliga processer.
• Överlägsen elektrisk isolering: Kvartsdisk har hög dielektrisk hållfasthet och låg dielektrisk förlust.
• Högt laserskadetröskelvärde: Kvartsdisk tål kraftfulla laserstrålar utan att skadas, vilket gör den idealisk för laserapplikationer.

Huvudsakliga användningsområden:

• Optik och fotonik:

• Linser, fönster och prismor: Används i UV-litografisk utrustning, högeffektlasersystem, teleskop och spektroskopiska instrument.
• Optiska fibrer: Kärnmaterial för högpurra optiska fibrer som används inom telekommunikation och datatransmission.

• Halvledartillverkning:

• Waferbärare och proceströr: Används som krukor, diffustringrör och waferbåtar i högtemperaturprocesser för odling av siliciumkristaller och tillverkning av kretsar på grund av sin renhet och termiska stabilitet.

• Belysning:

• Högintensiva urladdningslampa (HID): Används som hölje för kvicksilver-, metallhalogenid- och xenonbåglampor eftersom det tål höga temperaturer och UV-strålning.

• Laboratorieutrustning:

• Kuvetter och laboratorieartiklar: Används för UV-Vis-spektroskopi och i tillämpningar som kräver kemisk passivitet och motstånd mot termisk chock.

Tekniska data för klar kvartsskiva