Круглий прозорий диск із сплавленого кварцу з високою передачею УФ-випромінювання

Деталі продукту

Основним матеріалом дисків із плавленого кварцу є аморфний кремній оксид, який не має п’єзоелектричного ефекту. Однак його виняткові оптичні властивості ( висока пропускна спроможність , широкий діапазон пропускання світла ) , надзвичайно низький коефіцієнт теплового розширення, висока хімічна стійкість та жаростійкість забезпечують його широке застосування в оптиці, напівпровідниковій промисловості, оптичних комунікаціях тощо.

Основою технологічного процесу виготовлення прозорих дисків з плавленого кварцу є розплавлення сировини — кварцевого піску — при високих температурах з утворенням однорідного склоподібного тіла, після чого слідує гаряче формування та холодна обробка.

1. Виробництво прозорої кварцової пластини

Етап перший: підготовка сировини та плавлення

Це основа всього процесу, яка визначає чистоту та базові властивості матеріалу.

1.1 Вибір та обробка сировини для кварцового скляного листа

Сировина: використовується високочистий природний кварцовий пісок або синтетичний порошок кремнію. Для оптичних матеріалів потрібна надзвичайно висока чистота, загальний вміст металевих домішок зазвичай має бути меншим за кілька частин на мільйон (ppm).

Обробка: сировину необхідно очищати фізичними та хімічними методами, такими як флотація, магнітна сепарація та кислотне промивання, щоб видалити домішки у вигляді іонів металів та пилу.

1.2 Плавлення

Мета: перетворити кристалічний кварцовий пісок (SiO₂) на аморфне плавлене кварцове скло.

Методи: існують дві основні групи

Електричний спосіб плавлення:

У електричній печі, захищеній вакуумом або інертним газом (наприклад, аргоном), температура понад 2000 °C досягається за рахунок електричної дуги, утвореної електродами або графітовим нагрівачем.

Цей метод дозволяє отримувати плавлене кварцове скло з надзвичайно низький вміст гідроксильних (OH⁻) груп , що робить його придатним для застосування в ультрафіолетовому діапазоні

Метод пламеневого сплавлення:

Порошок кварцового піску розпилюється на мішень за допомогою воднево-кисневого полум'я або киснево-водневого полум'я, а потім послідовно наноситься шляхом оболонки.

Кварцове скло, отримане цим методом, зазвичай містить відносно високий вміст ОН, підходить для інфрачервоного діапазону і може використовуватися для виготовлення заготовок великих розмірів.

1.3 Формування та відпал

Мета: Надання розплавленому кварцовому склу необхідної початкової форми (наприклад, блоку, стрижня, пластини) та усунення внутрішніх напружень.

Процес: Розплавлене кварцове скло виливають у форму або формують «заготовку» певної форми шляхом контролю процесу охолодження. Пізніше заготовку поміщають у піч для відпалу й повільно пропускають через точно контрольований температурний діапазон (наприклад, від понад 1100 °C до нижче 800 °C ). Цей процес максимально зменшує та урівнює внутрішні термічні напруження, запобігаючи тріщинам або деформації під час подальшої обробки чи експлуатації.

2. Переваги кварцового диска:

2.1 Виняткові оптичні властивості:

Висока пропускна здатність кварцовий диск забезпечує надзвичайно високу пропускну здатність у широкому спектральному діапазоні, від глибокого ультрафіолету (UV) до ближнього інфрачервоного (NIR) .

Низька флуоресценція : Кварцовий диск має природно низьку фонову флуоресценцію, що критично важливо для чутливих оптичних вимірювань.

2.2 Виняткова термічна стабільність:

Надзвичайно низький коефіцієнт теплового розширення: Висока стійкість до термічного удару та деформації при різких змінах температури.

Висока температура розм’якшення: Кварцовий диск витримує дуже високі робочі температури. Кварцева пластина витримує 1100 градусів тривалий час, а робоча температура короткочасного використання — 1200 градусів .

2.3 Виняткова хімічна чистота та стійкість:

Інертність: Високий опір корозії більшістю кислот, солей і металів. Крім плавикової кислоти, кварцове скло майже не реагує з іншими кислотами під час хімічної обробки, а його стійкість до кислот у 30 разів вища, ніж у кераміки, та в 150 разів вища, ніж у нержавіючої сталі.

2.4 Виняткові показники електричної ізоляції:

Опір кварцового диска еквівалентний 10 000 разів більший, ніж у звичайного скла. Це чудовий електричний ізоляційний матеріал, який зберігає гарні електричні властивості навіть при високих температурах.

Висока чистота: Кварцовий диск може бути виготовлений із надзвичайно низьким рівнем домішок, що запобігає забрудненню в чутливих процесах.

Виняткове електричне ізоляційне покриття: Кварцовий диск має високу діелектричну міцність і низькі діелектричні втрати.

Високий поріг пошкодження лазером: Кварцовий диск може витримувати потужні лазерні промені без пошкоджень , що робить його ідеальним для лазерних застосувань.

3. Основні галузі застосування:

3.1 Оптика та фотоніка:

Лінзи, вікна та призми: Використовуються у УФ-літографійному обладнанні, потужних лазерних системах, телескопах та спектроскопічних інструментах.

3.2 Оптичні волокна:

Основний матеріал для оптичних волокон високої чистоти, що використовуються в телекомунікаціях та передачі даних.

3.3 Виробництво напівпровідників:

Тримачі пластина та технологічні трубки: використовуються як тиглі, трубки для дифузії та підставки для пластин у високотемпературних процесах вирощування кристалів кремнію та виготовлення мікросхем завдяки високій чистоті та термічній стабільності

3.4 Освітлення:

Лампи високого тиску (HID): Використовуються як матеріал колби для ртутних, металогалогенних та ксенонових дугових ламп, оскільки здатні витримувати високі температури та УФ-випромінювання.

3.5 Лабораторне обладнання:

Кювети та лабораторне обладнання: використовуються для УФ-видимій спектроскопії та в застосуваннях, де потрібна хімічна інертність і стійкість до теплових ударів.

Технічні дані прозорого кварцовго диска

Історія розвитку

Патенти та сертифікація

Упаковка

Послуги                                                                         

Питання та відповіді