Kwarcy stopiony a krzemionka stopiona: Kluczowe różnice przy wyborze szkła

Na pierwszy rzut oka, "szkło kwarcowe" może wydawać się prostym terminem, ale różnice w cenach między produktami mogą być oszałamiające - czasami różnią się o kilkaset procent. Sekret tkwi w zrozumieniu dwóch odrębnych typów: kwarcu topionego i szkła krzemionkowego topionego.

Kwarc topiony powstaje przez topienie naturalnych kryształów kwarcu w temperaturach około 2000°C (3632°F). Chociaż proces ten jest stosunkowo prosty i opłacalny, powstały materiał zawiera zanieczyszczenia z naturalnych kryształów, co ogranicza jego czystość. Kluczowe cechy to:

• Czystość: Zawiera ślady metali, grupy hydroksylowe i inne zanieczyszczenia.
• Właściwości optyczne: Niższa przepuszczalność światła, szczególnie w zakresie długości fal UV (poniżej ~220 nm).
• Pęcherzyki/Wtrącenia: Widoczne niedoskonałości są powszechne.
• Koszt: Znacznie tańszy niż szkło krzemionkowe topione.

Krzemionka topiona jest syntetyzowana z ultra-czystego proszku dwutlenku krzemu w niższych temperaturach (~1700°C/3092°F). Ten skrupulatny proces daje wyjątkową czystość i przejrzystość optyczną:

• Czystość: 99,999% SiO₂ z minimalną ilością zanieczyszczeń (często <1 ppm).
• Właściwości optyczne: Utrzymuje >90% transmisji UV do 180 nm.
• Pęcherzyki/Wtrącenia: Struktura prawie pozbawiona wad.
• Koszt: Cena premium ze względu na złożoną produkcję.

Kwarc topiony jest idealny do:

• Wizjerów przemysłowych (piece, reaktory)
• Obudów lamp UV do dezynfekcji
• Elementów izolacji termicznej

Krzemionka topiona jest niezbędna do:

• Optyki precyzyjnej (soczewki, pryzmaty, lustra)
• Sprzętu do produkcji półprzewodników
• Zaawansowanych instrumentów naukowych

Odporność termiczna: Oba wytrzymują ciągłą pracę w temperaturze 1000°C (1832°F) z doskonałą odpornością na szok termiczny.

Odporność chemiczna: Prawie identyczna - odporna na większość kwasów z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego i gorącego kwasu fosforowego.

Transmisja UV: Krzemionka topiona transmituje ~90% przy 190 nm w porównaniu do ~50% kwarcu topionego przy tej samej długości fali.

Mit 1: "Krzemionka topiona jest zawsze lepsza."
Rzeczywistość: W przypadku zastosowań niekrytycznych, takich jak okna obserwacyjne, kwarc topiony zapewnia odpowiednią wydajność przy niższych kosztach.

Mit 2: "Materiały różnią się chemicznie."
Rzeczywistość: Oba to SiO₂ - różnice tkwią w czystości i mikrostrukturze, a nie w podstawowej chemii.