석영 유리의 독특성과 응용

고순도 이산화규소로 만든 석영 유리(이산화규소₂ 함량 ≥99.9%)는 독특한 물리적 및 화학적 특성으로 인해 유리 소재 시스템에서 고급스럽고 대체할 수 없는 위치를 차지하는 특수 유리입니다. "유리의 왕"으로 알려져 있습니다.

석영유리의 독특성

① 석영유리는 고급 유리의 대표주자입니다. 1000℃ 이상(연화점은 약 1700℃)에서 장시간 안정적으로 사용할 수 있는 유일한 유리 소재이며, 일반 유리는 소다석회 유리 약 500℃의 온도만 견딜 수 있습니다. 석영 유리의 순도와 성능은 일반 유리(불순물이 포함된 소다석회 유리 등)를 크게 능가하며, 이로 인해 석영 유리는 광학 및 반도체와 같은 최첨단 분야에서 중요한 기초 소재가 되었습니다.

②석영유리 제조에는 고순도 석영모래(불순물 함량 <50ppm)와 복잡한 공정(가스 정제, 플라즈마 용해 등)이 필요하여 기술 장벽이 높습니다.

석영유리의 응용

· 광학적 필드

광섬유 프리폼(광통신용 코어소재, 전송손실 <0.2dB/km)

광학 렌즈(망원경, 리소그래피 대물렌즈, 나노미터 수준의 분해능 달성)

레이저 핵융합 타겟 창(고에너지 방사선 손상에 대한 저항성).

· 반도체 및 전자

단결정 실리콘 성장 도가니(1420℃ 견딤, 금속 오염 없음)

에칭 장비 라이닝(불소 부식 방지)

고주파 절연소자(5세대 이동통신(5G) 통신기판).

· 에너지장

태양광 전지 캡슐화(투과율 >95%, 사용 수명 최대 25년)

광촉매 반응기(유기 오염물질 분해)

원자로 관찰창(감마선 저항성).

· 항공우주 분야

미사일 페어링(파장 투과율 >90%, 3000℃ 공기역학적 가열을 견딤);

우주선 현창(우주선과 미세 유성체 충돌에 강함).

· 의료분야

의료용 레이저 메스(고에너지 레이저 빔을 전달함).

석영유리와 일반유리의 성능 비교

유리 종류	석영 유리	일반 소다석회 유리
주요 구성 요소	SiO₂（≥99.9%）	SiO2(70-75%)+ Na2O, CaO
최대 온도	1000~1100℃	＜500℃
투과율 범위	185-4000(풀 스펙트럼)	350-2500nm(자외선 차단)
열팽창계수	5.5×10⁻¹/℃	9×10⁻⁶/℃
저항률	≥10¹⁶Ω·cm	10¹²Ω·cm
산성 저항성	어떠한 산(불산 제외)과도 반응하지 않습니다.	산에 의해 쉽게 부식됨

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