Mataas na UV transmission bilog na malinaw na fused quartz disc

Ang pangunahing materyal ng fused quartz disc ay amorphous silica, na walang piezoelectric effect. Gayunpaman, ang mahuhusay nitong optikal na katangian (mataas na light transmittance, malawak na light transmission band), napakababa na coefficient of thermal expansion, mataas na kemikal na katatagan at heat resistance ang nagiging sanhi ng malawak na paggamit nito sa optics, semiconductors, optical communications at iba pang larangan.

 Ang pokus ng proseso ng paggawa ng malinaw na fused quartz disc ay ang pagtunaw sa raw materials na quartz sand sa mataas na temperatura upang mabuo ang isang homogeneous glass body, na sinusundan ng hot forming at cold working.

Unang Yugto: Paghahanda at pagtutunaw ng raw material

Ito ang pundasyon ng buong proseso, na nagdedetermina sa kadalisayan at pangunahing katangian ng materyal.

1. Paggawa ng plato na gawa sa quartz glass: Pagpili at pagpoproseso ng hilaw na materyales

• Mga hilaw na materyales: Ginagamit ang mataas na kahusayan ng natural na buhangin na quartz o sintetikong silicon powder. Para sa mga aplikasyon na may optical-grade, kinakailangan ang napakataas na kalinisan, at karaniwang dapat ay mas mababa sa ilang bahagi kada milyon (ppm) ang kabuuang metal impurities.
• Pagsasaproso: Kailangang linisin ang mga hilaw na materyales gamit ang pisikal at kemikal na pamamaraan tulad ng flotation, magnetic separation, at acid washing upang alisin ang mga dumi tulad ng metal ions at alikabok.

2. Pagtunaw

• Layunin: I-convert ang crystalline quartz sand (SiO ₂ ) sa amorphous fused quartz glass.
• Mga pamamaraan: Mayroong pangunahing dalawang uri
• Paraan ng elektrik na pagtunaw :

Sa isang electric furnace na protektado ng vacuum o inert gas (tulad ng argon), binibigyan ng temperatura na lumalampas sa 2000 °C na nagmumula sa isang arc na nabuo sa pamamagitan ng mga electrode o isang graphite heater.

Ang pamamaraang ito ay maaaring magproduktong fused quartz na may napakababang nilalaman ng hydroxyl (OH ⁻) na angkop para sa mga aplikasyon sa ultraviolet band

• Pamamaraan ng Flame Fusion:

Ang pulbos ng quartz sand ay pinapaimbulog sa target gamit ang hydrogen-oxygen flame o oxygen-hydrogen flame, at pagkatapos ay paulit-ulit na inihahanda sa pamamagitan ng pabalat.

Ang fused quartz na ginawa sa pamamaraang ito ay karaniwang nagtataglay ng mas mataas na nilalaman ng OH, angkop para sa infrared band, at maaaring gamitin sa paggawa ng malalaking blank.

3. Paggawa at Pagpapalamig nang dahan-dahan (annealing)

• Layunin: Ihulma ang natunaw na quartz glass sa kailangang anyo (tulad ng bloke, bar, plato) at alisin ang panloob na tensyon.
• Proseso: Ang natunaw na likido ng quartz glass ay ipinasok sa isang mold o isang "blank" na may tiyak na hugis ay nabuo sa pamamagitan ng kontrol sa proseso ng paglamig. Pagkatapos, ipadala ang blank sa hurno ng annealing at dahan-dahang ipasa sa isang eksaktong kontroladong saklaw ng temperatura (halimbawa, mula sa mahigit 1100 °C hanggang sa ilalim ng 800 °C). Maaaring bawasan at mapantay ang panloob na thermal stress sa pinakamataas na antas sa pamamagitan ng prosesong ito, na nag-iwas sa pagkabali o pagbaluktot habang pinoproseso o ginagamit.

Mga Benepisyo ng quartz disc:

• Higit na Katangian sa Optikal:

• Mataas na Transmission: Ang quartz disc ay may napakataas na transmission sa isang malawak na spectral range, mula sa malalim na ultraviolet (UV) hanggang sa malapit na infrared (NIR).
• Mababang fluorescence: Ang quartz disc ay likas na may mababang background fluorescence, na mahalaga para sa sensitibong pagsusuri sa optikal.

• Higit na Katatagan sa Init:

• Napakababang Thermal Expansion Coefficient: Lubhang lumalaban sa thermal shock at pagbabago habang biglaang pagbabago ng temperatura.
• Mataas na Softening Point: Kayang matiis ng quartz disc ang napakataas na temperatura. Ang quartz plate ay kayang magtiis ng 1100 degree nang matagal at ang maikling oras na operating temperature ay 1200 degree.

• Mahusay na Kemikal na Kadalisayan at Paglaban:

• Katatagan: Lubhang nakakalaban sa pagkakaluma dahil sa karamihan ng mga asido, asin, at metal. Bukod sa hydrofluoric acid, ang quartz glass ay halos hindi nakikipag-ugnayan sa iba pang mga asido para sa kimikal na paggamot, at ang resistensya nito sa asido ay 30 beses na mas mataas kaysa sa keramika at 150 beses na mas mataas kaysa sa stainless steel.

• Mahusay na pagkakainsulate sa kuryente :

Ang resistensya ng quartz disc ay katumbas ng 10,000 beses na higit pa kaysa sa karaniwang bubog. Ito ay isang mahusay na elektrikal na insulator at nananatiling may magandang katangiang elektrikal kahit sa mataas na temperatura. �

• Mataas na Kadalisayan: Ang quartz disc ay maaaring gawin na may napakababang antas ng mga dumi, na nagpipigil sa kontaminasyon sa sensitibong proseso.
• Mahusay na Elektrikal na Insulasyon: Ang quartz disc ay may mataas na dielectric strength at mababang dielectric loss.
• Mataas na Threshold laban sa Laser Damage: Ang quartz disc ay kayang tumagal sa mataas na lakas ng laser beam nang walang sira, kaya mainam ito para sa mga aplikasyon ng laser.

Pangunahing Larangan ng Aplikasyon:

• Optics at Photonics:

• Mga Lens, Window, at Prism: Ginagamit sa mga kagamitang UV lithography, mataas na kapangyarihang laser system, teleskopyo, at mga instrumentong spektroskopiko.
• Mga Fiber Optic: Ang pangunahing materyal para sa mataas na kalinisang fiber optic na ginagamit sa telecommunications at paghahatid ng datos.

• Paggawa ng Semiconductor:

• Mga Carrier ng Wafer at Process Tube: Ginagamit bilang crucible, diffusion tube, at wafer boat sa mga prosesong may mataas na temperatura para sa paglago ng mga kristal na silicon at paggawa ng chip dahil sa kalinisan at thermal stability nito.

• Pag-iilaw:

• Mga High-Intensity Discharge (HID) Lampara: Ginagamit bilang envelope material para sa mercury, metal halide, at xenon arc lampara dahil ito ay kayang tumagal sa mataas na temperatura at UV radiation.

• Mga Kagamitan sa Laboratoryo:

• Mga Cuvette at Labware: Ginagamit para sa UV-Vis spectroscopy at sa mga aplikasyon na nangangailangan ng kemikal na inertness at resistensya sa thermal shock.

Teknikal na Datos ng Clear Quartz disc