แท่งแก้วควอตซ์ใส ทนความร้อน รูปร่างกลม ขนาดตามสั่ง

แท่งแก้วซิลิกาควอทซ์:

แท่งควอทซ์เป็นวัตถุทรงกระบอกที่ทำจากควอทซ์หลอมหรือซิลิกาสังเคราะห์ โดยมีคุณสมบัติพิเศษ แท่งควอทซ์หลอมเป็นแท่งทรงกระบอกแข็งที่ผลิตจากซิลิคอนไดออกไซด์บริสุทธิ์สูง (SiO₂) ผ่านกระบวนการหลอมผลึกควอทซ์ธรรมชาติหรือวัตถุดิบสังเคราะห์

 เป็นวัสดุควอทซ์ทางเทคนิคขั้นสูงที่มีชื่อเสียงในด้านคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมทั้งด้านความร้อน แสง และเคมี ทำให้มีความจำเป็นอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีขั้นสูงและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

คุณสมบัติ

• มีความคงตัวทางความร้อนสูงมาก: มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนต่ำมาก และสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันโดยไม่แตกร้าว (ความต้านทานต่อการแตกจากความร้อน) จุดอ่อนตัวอยู่ใกล้เคียงกับ 1630 °องศาเซลเซียส และอุณหภูมิในการใช้งานต่อเนื่องสามารถสูงถึง 1050-1100 องศาเซลเซียส °C.
• ประสิทธิภาพการถ่ายภาพที่โดดเด่น: มีค่าการส่งผ่านแสงสูงในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็นได้ และช่วงคลื่นอินฟราเรด โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีค่าการส่งผ่านแสงที่ยอดเยี่ยมสำหรับแสงอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้น
• ความบริสุทธิ์ทางเคมีและความเฉื่อยที่เหนือกว่า: ประกอบด้วยซิลิกอนไดออกไซด์บริสุทธิ์มากกว่า 99.99% มีความต้านทานได้ดีต่อกรดส่วนใหญ่ (ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริกและกรดฟอสฟอริกร้อน) จึงไม่ทำให้เกิดการปนเปื้อนในสภาพแวดล้อมที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง แม้ในอุณหภูมิสูง
• ฉนวนไฟฟ้าคุณภาพสูง: เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และรักษาสมรรถนะทางไฟฟ้าที่คงที่ได้แม้ในสภาวะอุณหภูมิและความถี่สูง
• คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม: มีความแข็งแรงและแข็งกระด้างสูง แสดงความทนทานทางกลที่ดีที่อุณหภูมิห้อง อายุการใช้งานระยะยาวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการใช้งาน สภาพแวดล้อม และคุณภาพของการเคลือบผิว

กระบวนการผลิต

• การเตรียมวัตถุดิบ: เลือกผลึกควอตซ์ธรรมชาติที่มีความบริสุทธิ์สูง หรือวัสดุสังเคราะห์ที่มีพื้นฐานจากซิลิคอน
• การหลอม: วัตถุดิบจะถูกรวมหลอมในเตาไฟฟ้าอุณหภูมิสูงภายใต้สภาวะสุญญากาศหรือการป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อย (โดยทั่วไปสูงกว่า 2000 °เซลเซียส)
• การขึ้นรูป: ควอตซ์ในสถานะหลอมเหลวจะถูกดึงให้เป็นแท่งทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวเฉพาะอย่างสม่ำเสมอผ่านกระบวนการที่ควบคุมอย่างแม่นยำ
• การอบอ่อน: แท่งควอตซ์ที่ขึ้นรูปแล้วจะผ่านกระบวนการอบอ่อนที่ควบคุมอย่างระมัดระวัง เพื่อกำจัดความเครียดภายใน และเพื่อให้มั่นใจในความเสถียรของวัสดุและความแข็งแรงเชิงกล
• การแปรรูปเย็น: สามารถดำเนินการแปรรูปขั้นต่อไป เช่น การตัด การเจียร การขัด และการขัดผิวด้วยเปลวไฟ ตามต้องการ เพื่อให้ได้ขนาดที่แม่นยำ ผิวเรียบ หรือรูปร่างเรขาคณิตเฉพาะ

ประเภทหลัก

• แท่งควอตซ์ใส: ประเภทมาตรฐาน มีอัตราการส่งผ่านแสงสูงที่สุด เหมาะสำหรับการใช้งานด้านออปติกและการให้แสงสว่าง
• แท่งควอตซ์ทึบ: มีฟองอากาศขนาดเล็กจำนวนมาก ทำให้ทึบต่อแสงที่มองเห็นได้ แต่โดยทั่วไปสามารถส่งผ่านรังสีอินฟราเรดได้ มักมีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีกว่า และมีราคาถูกกว่า
• แท่งควอตซ์ฟิวส์: ผลิตโดยการสะสมไอเคมี มีความบริสุทธิ์สูงที่สุดและมีสมรรถนะการส่งผ่านรังสีอัลตราไวโอเลตที่เหนือกว่า เหมาะสำหรับการใช้งานด้านเซมิคอนดักเตอร์และออปติคัลที่ต้องการความแม่นยำสูง
• มีความแข็งแรงทางกลที่ดี อายุการใช้งานระยะยาวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการใช้งาน สภาพแวดล้อม และคุณภาพของการเคลือบผิว

ข้อดีของแท่งควอตซ์:

• ความบริสุทธิ์สูง: ประกอบด้วยซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO 2 ).
• ทนต่ออุณหภูมิสูง: สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงสุดถึง 1100 °C (2012 °F) เป็นระยะเวลาสั้นๆ และสามารถใช้งานต่อเนื่องได้ที่ 1000 °C (1832 °ฉ).
• การขยายตัวจากความร้อนต่ำ: มีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี หมายความว่าไม่แตกหักง่ายเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
• มีความโปร่งใสในเชิงออปติคัลที่ยอดเยี่ยม: ส่งผ่านแสงได้ในช่วงกว้าง ตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ผ่านช่วงแสงที่มองเห็นได้ ไปจนถึงช่วงอินฟราเรด (IR)
• ฉนวนไฟฟ้าสูง: เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมแม้ที่อุณหภูมิสูง
• ต้านทานสารเคมีได้ดีเยี่ยม: ไม่ทำปฏิกิริยากับกรดส่วนใหญ่ และทนต่อการกัดกร่อน ทำให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่มีสารเคมีรุนแรง

การใช้งานทั่วไป:

การใช้งานหลักของแท่งควอตซ์ จำแนกตามอุตสาหกรรม:

• การประมวลผลเวเฟอร์: ใช้เป็นที่วางเวเฟอร์ แท่งยึด และพัดลมในเตาแพร่กระจาย และระบบ CVD (Chemical Vapor Deposition) เพื่อจับยึดเวเฟอร์ซิลิคอนระหว่างกระบวนการที่อุณหภูมิสูง

การใช้งานด้านออปติก: ทำหน้าที่เป็นตัวนำแสงหรือท่อสำหรับแสงยูวีในอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์

• เปลือกหลอดไฟ / ปลอกหุ้ม: ใช้ในหลอดฮาโลเจน หลอดยูวี และหลอดไฟแบบปล่อยประจุความเข้มสูง ควอตซ์ทำหน้าที่ป้องกันไส้หลอด ขณะที่ยังคงให้แสงที่เกิดจากอุณหภูมิสูงส่งผ่านได้

โครงสร้างรับน้ำหนัก: ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างภายในสำหรับยึดไส้หลอดและขั้วไฟฟ้าภายในหลอดไฟที่ใช้งานที่อุณหภูมิสูง

• อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ: ใช้ทำเครื่องกวน ที่ยึดตัวอย่าง และท่อป้องกันเทอร์โมคัปเปิลในเตาอุณหภูมิสูงและการทดลองทางเคมี

แท่นและชิ้นส่วนสำหรับระบบออพติก: ใช้เป็นโครงสร้างรองรับที่แข็งแรง มั่นคง และไม่เปลี่ยนแปลงจากความร้อน ในระบบที่ต้องการความแม่นยำทางออพติก (เช่น การติดตั้งเลนส์ กระจก และเลเซอร์)

สเปกโทรสโกปี: ใช้เป็นที่ยึดตัวอย่างหรือหน้าต่างในสเปกโตรมิเตอร์ UV-Vis และ IR เนื่องจากมีคุณสมบัติทางแสงที่ดีเยี่ยม

• กระจกส่องมอง: ใช้เป็นช่องมองเพื่อสังเกตกระบวนการภายในในเตาอุณหภูมิสูง หม้อไอน้ำ และเครื่องปฏิกรณ์

ท่อป้องกันเทอร์โมคัปเปิล: ป้องกันเทอร์โมคัปเปิลจากระบบกัดกร่อนและอุณหภูมิสูง เพื่อให้มั่นใจในการวัดอุณหภูมิอย่างแม่นยำ

การอบความร้อน: ใช้เป็นจิ๊ก อุปกรณ์ยึด และลูกกลิ้งในสายพานลำเลียงสำหรับกระบวนการอบความร้อนของแก้วและโลหะ

• การจัดการพรีฟอร์ม: ใช้เป็นก้านจับและโครงสร้างรองรับระหว่างการผลิตพรีฟอร์มไฟเบอร์ออพติก

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค