Olvasztott kvarcüveg: Tulajdonságok, alkalmazások és vásárlási útmutató | Nantong Xiangyang

Egy fotonikai szerelvény pumpás lézerablakja éppen 200 000 hőciklus után hibásodott meg. A hibajelentés nátrium-migrációra és devitrifikációra utal a boroszilikát ablakban. Ez visszatérő probléma, amikor közönséges üveget használnak mély-UV vagy magas hőmérsékletű optikai rendszerekben. Az olvasztott kvarcüveg így nem megy tönkre. Lényegében tiszta szilícium-dioxid (SiO2) amorf formában, folyamatos szilícium-dioxid-hálózata pedig nagyjából hatszor alacsonyabb hőtágulási együtthatót ad neki, mint a boroszilikát üvegnek. A mély ultraibolya fényt a középső infravörös sugárzáson keresztül közvetíti, és ellenáll a kémiai támadásoknak, amelyek lerontják a szabványos üveget. Ezért a félvezető-feldolgozás, a fotolitográfia, a spektroszkópia és a magas hőmérsékletű megfigyelő rendszerek az olvasztott kvarcüveget határozzák meg standard megoldásként. Ez az útmutató elmagyarázza, hogy mi az olvasztott kvarcüveg, hogyan hasonlítható össze más üvegcsaládokkal, és mit érdemes ellenőrizni, mielőtt a rendszerhez megadná.

Mi az olvasztott kvarcüveg?

Az olvasztott kvarcüveg szinte tiszta szilícium-dioxidból készült, nem kristályos üveg. Egy szabványos úsztatott üvegben a hálózatmódosítók, mint például a nátrium, kálium és kalcium, megbontják a szilícium-dioxid-hálózatot, és gyengébb kötési struktúrákat hoznak létre. Az olvasztott kvarcüvegben a hálózat folyamatos SiO2 keret marad. Ez a keret az anyag magas lágyuláspontja, alacsony hőtágulása, mély UV-áteresztése és vegyszerállósága mögött meghúzódó fizikai oka.

A gyártási út a végső tulajdonságokat is befolyásolja. Az olvasztott kvarc általában természetes kvarckristályból indul ki, amelyet 2000 °C körül összezúznak és megolvadnak. Az olvasztott szilícium-dioxid egy szintetikus prekurzorból, például szilícium-tetrakloridból indul ki, amelyet lángban vagy plazmában hidrolizálnak. Mindkét termék amorf SiO2, de a szintetikus olvasztott szilícium-dioxid nagyobb tisztaságú és szabályozottabb hidroxiltartalommal rendelkezik. Számos optikai ablak-, hordozó- és szűrőalkalmazáshoz a tapasztalt processzoroktól származó olvasztott kvarcüveg alacsonyabb költséggel biztosítja a szükséges átvitelt és hőstabilitást, mint a szintetikus olvasztott szilícium-dioxid.

A Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd.-nél a színtelen kvarc optikai üveg az általunk feldolgozott és szállított színtelen optikai üvegtermékek egyike. Lapos, lemezes és formázott formátumban kapható optikai szűrőkhöz, ablakokhoz, prizmákhoz és hordozókhoz.

Színtelen kvarc optikai üveg magas hőmérsékletű optikai rendszerekhez Ez az olvasztott kvarcüveg kiváló átlátszóságot, alacsony kromatikus aberrációt és nagy áteresztőképességet kínál, alkalmas precíziós műszerekhez, lézerrendszerekhez és hőstabilitást igénylő optikai lencsékhez. Termék megtekintése →

Olvasztott kvarc vs. olvasztott szilícium vs. standard üveg

Az összehasonlító táblázat a leggyorsabb módja annak, hogy az olvasztott kvarcüveget a megfelelő kategóriába helyezze. A legfontosabb változók a tisztaság, az UV-átbocsátás, a hőstabilitás, a kémiai tartósság és a relatív költség.

A praktikus megoldás az, hogy a boroszilikát üveg továbbra is hasznos marad a laboratóriumi üvegárukhoz és az általános ablakokhoz, a nátrium-mészüveg pedig a mindennapi üvegezéshez. De ha rendszerének 185 nm-ig működő átvitelre vagy 450 °C feletti folyamatos működésre van szüksége, egyik anyag sem megfelelő. Olvasztott kvarcüveg hidak, amelyek elfogadható áron és bizonyított optikai teljesítménnyel rendelkeznek.

Az olvasztott kvarcüveg főbb tulajdonságai

Az optikai mérnökök először két tulajdonságot vizsgálnak meg: a hőtágulást és a spektrális átvitelt. Az alábbi oszlopdiagram azt mutatja, hogy az olvasztott kvarcüveg hőtágulási együtthatója (CTE) hogyan viszonyul a szokásos alternatívákhoz.

Az olvasztott kvarcüveg CTE-je nagyjából 0,55 × 10 ^-6 /K. Ez körülbelül hatszor alacsonyabb, mint a boroszilikát üveg és tizenhatszor alacsonyabb, mint a nátron-mészüveg. Gyakorlatilag egy 100 mm-es olvasztott kvarc ablak mérete körülbelül 0,005 mm-rel változik 100 K-ra melegítve, míg a nátronmész ablak közel 0,09 mm-rel nő. Amikor az alkatrészeknek folyamatos fűtés alatt kell tartaniuk a beállítást, ez a különbség dönti el, hogy a rendszer a tűréshatáron marad-e.

A következő teljesítménytényező a spektrális átvitel. Az alábbi táblázat összehasonlítja az olvasztott kvarc, boroszilikát és nátron-mészüveg átviteli görbéit a 200–2000 nm-es tartományban.

Ugyanez az anyag folyamatos átvitelt biztosít 185 nm-ről a közép-infravörösbe, elhanyagolható abszorpcióval a 200-2000 nm-es tartományban. A szélessávú átlátszóság miatt a spektroszkópia, a lézerrendszerek és a fotolitográfia olvasztott kvarcot használ ablakként, prizmaként és hordozóanyagként. Oxidáló környezetben 1100 °C-on folyamatosan tud működni, megfelelő alátámasztással rövid 1300 °C-os ugrások is lehetségesek.

Hogyan készül az olvasztott kvarcüveg?

A gyártási útvonal természetes kvarc olvasztásra és szintetikus leválasztásra oszlik. Az olvasztott kvarc esetében a folyamat tisztított természetes kvarckristállyal kezdődik, amelyet szabályozott méretűre zúznak, majd folyamatos kemencében 2000 °C körüli hőmérsékleten megolvasztanak. Az olvadék platina vagy kerámia fúvókából folyik, és lassan lehűtik, hogy megakadályozzák az üvegezést. Az alábbi izometrikus szerkezet azt a lemezformát mutatja, amelyet a legtöbb optikai alkatrész használ.

Az olvadás és a lassú lehűlés után az üveg vágáson, durva köszörülésen és finom polírozáson esik át. Az optikai alkatrészek esetében a végső felület minősége általában eléri a 40/20-as karcolást vagy jobbat, a síkságot a hullámhossz töredékére szabályozzák. Az ellenőrzés kiterjed a kettős törésre, a buboréktartalomra és az átvitelre azokon a hullámhosszakon, ahol az ügyfél futtatni fogja az alkatrészt.

A szintetikus úton a szilícium-tetrakloridot magas hőmérsékletű lángban vagy plazmában hidrolizálják, hogy a SiO2 közvetlenül leválik. Az így létrejövő olvasztott szilícium-dioxid kevesebb fémszennyeződést tartalmaz, és specifikus OH-tartalomra tervezhető, ami akkor számít, ha az alkalmazásnak nagy áteresztőképességre van szüksége, közel 2,7 µm-hez. A feldolgozási költség azonban lényegesen magasabb, mint az olvasztott kvarc esetében, így a választás a kívánt spektrumsávtól és költségvetéstől függ.

Hol használják az olvasztott kvarcüveget?

Az olvasztott kvarcüveg nyersanyagból nagy értékű végtermékké válik számos technológiai szektorban.

• Félvezető feldolgozás: a kvarc ablakok, a kilátó ablakok és a kemence alkatrészei kezelik az ismételt hőciklust és a korrozív gázokat.
• UV fotolitográfia: a maszk szubsztrátumai és a lencseablak minimális elnyelés mellett mély UV-áteresztést igényelnek.
• Spektroszkópia: a küvettáknak és a mintacelláknak széles spektrális átlátszóságra van szükségük a pontos analitikai eredményekhez.
• Lézerrendszerek: a sugárosztók és védőablakok megbízható optikai közegként használják az anyagot.
• Magas hőmérsékletű kémlelőüvegek: a kemence megfigyelőnyílásainak hősokkkal és oxidatív támadással szembeni ellenállásra van szükségük.
• Precíziós optika: a prizmák, a tükrök és a szűrőhordozók előnye az alacsony hőtorzítás és az egyenletes törésmutató.

Azon cégek számára, akiknek olvasztott kvarcüvegre van szükségük ezekhez az alkalmazásokhoz, a valódi optikai tapasztalattal rendelkező processzor kiválasztása fontosabb, mint az alapárak összehasonlítása. A miénk termelő létesítmény a Nantong Xiangyangnál színtelen kvarc optikai üveget és más színtelen optikai üvegtípust dolgoznak fel vevői rajzok alapján belföldi és export ügyfelek számára.

Hogyan válasszunk minőségi olvasztott kvarcüveget

Egy rövid beszerzési ellenőrző lista hasznosabb a gyakorlatban, mint egy hosszú specifikációs lap. A következő öt pont a rendszer tényleges teljesítményét befolyásoló döntéseket fedi le.

1. Igazítsa az átviteli követelményt az OH-tartalomhoz. UV-alkalmazásokhoz az alacsony OH-tartalmú olvasztott kvarc jobb mély-UV-áteresztést biztosít. Közepes infravörös használat esetén a magas OH-tartalom közel 2,7 µm-rel csökkentheti az abszorpciót.
2. Erősítse meg a hőtechnikai specifikációt. Ellenőrizze a folyamatos üzemi hőmérsékletet és a rövid távú csúcsot a szállítóval, mert a lágyulási hőmérséklet a tisztaságtól és a formázási módtól függ.
3. Ellenőrizze a felület minőségét és síkságát. Az optikai ablakoknál a 40/20-as karcolás általános kiindulópont. Ha az alkatrész lézerüregbe kerül, kérjen szorosabb síkságot és kisebb hullámfront hibát.
4. Ellenőrizze a tisztaságot és a buboréktűrést. A buborékok és fémes szennyeződések jelenléte közvetlenül befolyásolja a szóródást és az abszorpciót igényes rendszerekben.
5. Kérdezzen a testreszabásról. A nem szabványos méretek, formázott prizmák, lyukak és rögzítőnyílások mind praktikusak, ha a szállító házon belül is meg tudja dolgozni az üveget.

Egy tipikus UV-ablak esetében a szállítónak dokumentált átviteli adatokat kell szolgáltatnia. A 185 nm és 2500 nm közötti átviteli görbe kérése közvetlen összehasonlítást ad a rendszerkövetelményekkel, elválasztva a megfelelően feldolgozott üveget az általános anyagminőségtől. Ha átfogóbb képet szeretne látni arról, hogyan használják a színtelen optikai üveget az egyes iparágakban, tekintse meg ezt az útmutatót színtelen optikai üveg alkalmazások .

Ultrafehér színtelen optikai üveg a precíziós képalkotáshoz Rendkívül alacsony szennyezőanyag-tartalmával és nagy átlátszóságával ez az ultrafehér üveg ideális fényképezőgép lencsékhez, mikroszkópokhoz és lézerrendszerekhez, ahol elengedhetetlenek a tiszta, pontos képek. Termék megtekintése →

Ha az alkalmazás a lehető legalacsonyabb abszorpciót kívánja meg a látható sávban, az ultrafehér színtelen optikai üveg megfelelő választás. Megőrzi polírozott felületét és alacsony buboréktartalmát a precíziós képalkotó és megvilágító rendszerek számára.

Gyakran Ismételt Kérdések