A singularidade e a aplicação do vidro de quartzo

Vidro de quartzo, feito de dióxido de silício de alta pureza (SiO₂ conteúdo ≥99,9%), é um vidro especial que ocupa uma posição de ponta e insubstituível no sistema de materiais de vidro devido às suas propriedades físicas e químicas únicas. É conhecido como o “rei dos vidros”.

Singularidade do vidro de quartzo

① O vidro de quartzo é o representante do vidro de alta qualidade. É o único material de vidro que pode ser usado de forma estável por um longo tempo em temperaturas acima de 1000℃ (o ponto de amolecimento é de cerca de 1700℃), enquanto o vidro comum vidro de soda-cal só pode suportar temperaturas de cerca de 500℃. A pureza e o desempenho do vidro de quartzo superam significativamente os dos vidros comuns (como o vidro de cal-soda contendo impurezas), e isso torna o vidro de quartzo um material fundamental crítico em campos de ponta, como: óptica e semicondutores.

②A preparação de vidro de quartzo requer areia de quartzo de alta pureza (teor de impurezas <50 ppm) e processos complexos (como refino de gás e fusão de plasma), com altas barreiras técnicas.

Aplicação de vidro de quartzo

· Campo óptico

Pré-forma de fibra óptica (material do núcleo para comunicação óptica, perda de transmissão <0,2dB/km);

Lentes ópticas (telescópios, lentes objetivas de litografia, alcançando resolução de nível nanométrico);

Janela de alvo de fusão nuclear a laser (resistência a danos por radiação de alta energia).

· Semicondutores e Eletrônica

Cadinho de crescimento de silício monocristalino (suporta 1420℃, livre de contaminação por metal);

Revestimento de equipamento de gravação (resistente à corrosão por flúor);

Dispositivo de isolamento de alta frequência (5G substrato de comunicação).

· Campo de energia

Encapsulamento de células solares fotovoltaicas (transmitância de luz >95%, vida útil de até 25 anos);

Reatores fotocatalíticos (degradação de poluentes orgânicos);

Janelas de observação do reator nuclear (raio gama resistente).

· Campo aeroespacial

Carenagem de míssil (transmitância de onda >90%, suporta aquecimento aerodinâmico de 3000℃);

Vigia da nave espacial (resistente a raios cósmicos e impactos de micrometeoroides).

· Área médica

Bisturi médico a laser (emite um feixe de laser de alta energia).

Comparação de desempenho entre vidro de quartzo e vidro comum

Tipo de vidro	Vidro de quartzo	Vidro comum de cal-soda
Componentes principais	SiO₂（≥99,9%）	SiO₂（70-75%）+ Na₂O、CaO
Temperatura máxima	1000-1100℃	<500℃
Faixa de transmitância	185-4000 (espectro completo)	350-2500 nm (corte UV)
Coeficiente de expansão térmica	5,5×10⁻⁷/℃	9×10⁻⁶/℃
Resistividade	＞10¹⁶Ω·cm	10¹²Ω·cm
Resistência a ácidos	Não reage com nenhum ácido (exceto ácido fluorídrico)	Facilmente corroído por ácido

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