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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