Thanh Thủy Tinh Silica Thạch Anh:
Một thanh thạch anh là dạng hình trụ đặc được làm từ thạch anh nóng chảy hoặc silica tổng hợp. Nó được đặc trưng bởi các tính chất vượt trội. Một thanh thủy tinh thạch anh nóng chảy là một thanh hình trụ đặc được sản xuất từ silicon dioxide độ tinh khiết cao (SiO₂) thông qua quá trình nóng chảy các tinh thể thạch anh tự nhiên hoặc nguyên liệu tổng hợp.
Đây là một vật liệu thạch anh kỹ thuật tiên tiến, nổi tiếng với sự kết hợp tuyệt vời giữa các tính chất nhiệt, quang học và hóa học, khiến nó trở nên không thể thiếu trong các ngành công nghiệp công nghệ cao và nghiên cứu khoa học.
Tính năng
- Ổn định nhiệt cực cao: Có hệ số giãn nở nhiệt cực kỳ thấp và có thể chịu được những thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không bị nứt (khả năng chống sốc nhiệt). Điểm mềm của nó gần 1630 °C, và nhiệt độ hoạt động liên tục có thể đạt tới 1050-1100 °C.
- Hiệu suất quang học vượt trội: Có độ truyền quang cao trong dải phổ tử ngoại, khả kiến và hồng ngoại. Đặc biệt, nó thể hiện độ truyền quang xuất sắc đối với ánh sáng tử ngoại sóng ngắn.
- Độ tinh khiết hóa học và trơ cao: Được cấu tạo từ hơn 99,99% silicon dioxide tinh khiết, có khả năng chống chịu tốt với hầu hết các axit (trừ axit hydrofluoric và axit photphoric nóng). Vật liệu sẽ không gây nhiễm bẩn môi trường nhạy cảm ngay cả ở nhiệt độ cao.
- Cách điện tốt: Là chất cách điện tuyệt vời và duy trì hiệu suất điện ổn định ngay cả ở nhiệt độ và tần số cao.
- Tính chất cơ học tuyệt vời: Có độ cứng và độ cứng vững cao, thể hiện độ bền cơ học tốt ở nhiệt độ phòng. Tuổi thọ sử dụng dài hạn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ làm việc, môi trường và chất lượng xử lý bề mặt.
Quá trình sản xuất
- Chuẩn bị nguyên liệu thô: Chọn tinh thể thạch anh tự nhiên độ tinh khiết cao hoặc các vật liệu tổng hợp gốc silicon.
- Nung chảy: Nguyên liệu thô được nung chảy trong lò điện nhiệt độ cao dưới điều kiện chân không hoặc bảo vệ bằng khí trơ (thường trên 2000 °C).
- Tạo hình: Thạch anh nóng chảy được kéo thành các thanh hình trụ đồng đều với đường kính và chiều dài cụ thể thông qua một quá trình kiểm soát chính xác.
- Ủ nhiệt: Các thanh thạch anh đã tạo hình trải qua quá trình ủ nhiệt được kiểm soát cẩn thận nhằm loại bỏ các ứng suất nội tại và đảm bảo độ ổn định vật liệu cũng như độ bền cơ học.
- Gia công nguội: Các công đoạn xử lý tiếp theo như cắt, mài, đánh bóng và làm bóng bằng lửa có thể được thực hiện theo yêu cầu để đạt được kích thước chính xác, bề mặt nhẵn mịn hoặc hình dạng cụ thể.
Các loại chính
- Thanh thạch anh trong suốt: Loại tiêu chuẩn, có tỷ lệ truyền ánh sáng quang học cao nhất, phù hợp cho các ứng dụng quang học và chiếu sáng.
- Thanh thạch anh mờ: Chứa một lượng lớn bọt khí nhỏ, làm cho nó không trong suốt với ánh sáng nhìn thấy nhưng thường vẫn truyền được tia hồng ngoại. Loại này thường có khả năng chịu sốc nhiệt tốt hơn và giá thành thấp hơn.
- Thanh thạch anh nóng chảy: Được chế tạo bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học, có độ tinh khiết cao nhất và hiệu suất truyền ánh sáng cực tím vượt trội, phù hợp cho các ứng dụng bán dẫn và quang học đòi hỏi khắt khe nhất.
- Độ bền cơ học tốt. Tuổi thọ sử dụng dài hạn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, môi trường làm việc và chất lượng xử lý bề mặt.
Ưu điểm của thanh thạch anh:
- Độ tinh khiết cao: Chủ yếu cấu thành từ silicon dioxide (SiO 2 ).
- Chịu nhiệt độ cao: Chịu được nhiệt độ lên đến 1100 °C (2012 °F) trong thời gian ngắn và có thể sử dụng liên tục ở 1000 °C (1832 °F).
- Giãn nở nhiệt thấp: Khả năng chống sốc nhiệt cao, nghĩa là không dễ nứt vỡ khi thay đổi nhiệt độ nhanh.
- Khả năng trong suốt quang học tuyệt vời: Truyền được dải ánh sáng rộng, từ vùng tử ngoại (UV) qua vùng khả kiến đến vùng hồng ngoại (IR).
- Cách điện cao: Là chất cách điện tuyệt vời ngay cả ở nhiệt độ cao.
- Khả năng chịu hóa chất vượt trội: Trơ với hầu hết các axit và chống ăn mòn, làm cho nó phù hợp với các môi trường hóa chất khắc nghiệt.
Ứng dụng phổ biến:
Các ứng dụng chính của thanh thạch anh, được phân loại theo ngành công nghiệp:
- Xử lý Ong: Được dùng làm thuyền đựng ong, thanh đỡ và cánh khuấy trong các lò khuếch tán và hệ thống CVD (Bốc hơi Hóa học Tầng) để giữ các tấm silicon trong quá trình xử lý ở nhiệt độ cao.
Ứng dụng Quang học: Đóng vai trò là ống dẫn sáng hoặc đường dẫn ánh sáng UV trong thiết bị sản xuất bán dẫn.
- Vỏ đèn / Ống bảo vệ: Được sử dụng trong đèn halogen, đèn UV và đèn phóng điện cường độ cao. Thạch anh bảo vệ sợi đốt đồng thời cho phép ánh sáng phát ra ở nhiệt độ cao đi qua.
Kết cấu đỡ: Đóng vai trò là giá đỡ bên trong cho sợi đốt và điện cực trong các loại đèn nhiệt độ cao.
- Thiết bị phòng thí nghiệm: Dùng để chế tạo các máy khuấy, giá đỡ mẫu và ống bảo vệ nhiệt kế trong các lò nhiệt độ cao và thí nghiệm hóa học.
Bàn quang học & Linh kiện: Được sử dụng làm kết cấu đỡ chắc chắn, ổn định và không biến đổi theo nhiệt độ trong các thiết lập quang học chính xác (ví dụ: để gắn các thấu kính, gương và laser).
Quang phổ học: Đóng vai trò là giá đỡ mẫu hoặc cửa sổ trong các máy quang phổ UV-Vis và IR nhờ tính chất quang học vượt trội.
- Cửa quan sát: Dùng làm cửa quan sát trong các lò nhiệt độ cao, nồi hơi và phản ứng để cho phép theo dõi trực quan các quá trình bên trong.
Ống bảo vệ nhiệt kế: Bảo vệ nhiệt kế khỏi môi trường ăn mòn và nhiệt độ cao, đảm bảo đo nhiệt độ chính xác.
Xử lý nhiệt: Dùng làm đồ gá, phụ kiện và con lăn trong băng tải dùng cho quá trình xử lý nhiệt thủy tinh và kim loại.
- Xử lý phôi: Dùng làm thanh thao tác và kết cấu đỡ trong quá trình sản xuất phôi sợi quang.
Thông số kỹ thuật
EN
