Specificație:
Proprietăți și caracteristici cheie
1. Transmisie optică excepțională:
· Gamă spectrală largă: transmite lumina mult mai bine decât alte ochelari printr-un spectru vast, de la ultraviolete profunde (UV) la infraroșu apropiat (NIR). Transmisia sa ridicată în regiunea UV este un factor cheie de diferențiere.
· Absorbție scăzută: are pierderi foarte scăzute de absorbție și împrăștiere, făcându-l ideal pentru lentile, ferestre și substraturi optice.
2. Rezistență termică extremă:
· Coeficient foarte scăzut de expansiune termică (CTE): sticla de cuarț are unul dintre cele mai scăzute CTE dintre orice material, ceea ce înseamnă că se extinde și se contractă minim odată cu schimbările de temperatură. Acest lucru îi conferă o rezistență remarcabilă la șocuri termice - poate fi încălzit la temperaturi încinse și apoi scufundat în apă fără să se crape.
3. Puritate ridicată și stabilitate chimică:
· Este inerent inert și rezistent la coroziune de către majoritatea acizilor, sărurilor și solvenților organici. Acest lucru îl face perfect pentru utilizarea în medii chimice agresive și procesarea semiconductoarelor unde contaminarea trebuie evitată.
4. Izolație electrică excelentă:
· Are rezistență dielectrică ridicată și conductivitate electrică scăzută, chiar și la temperaturi ridicate, făcându-l un excelent izolator electric.
5. Prag ridicat de deteriorare a laserului:
· Silice topită sintetică este foarte rezistentă la deteriorările cauzate de fasciculele laser de mare putere, ceea ce este esențial pentru optica și componentele laser din sistemele de litografie.
Tipuri de sticlă de cuarț
· Tip I: Produs prin topirea cristalelor naturale de cuarț. Conține urme de impurități metalice, dar are o transmisie UV și proprietăți termice excelente.
· Tipul II: Produs prin topirea nisipului natural de cuarț. Conține mai multe impurități și bule decât Tipul I.
· Tip III: Silice topită sintetică, obținută prin hidroliza la flacără a tetraclorurii de siliciu (SiCl₄). Oferă cea mai înaltă puritate și transmisie UV superioară cu bule și incluziuni minime. Acesta este gradul cel mai critic pentru semiconductori și optică avansată.
· Tip IV: Silice topită sintetică realizată printr-un proces de oxidare cu plasmă. Similar ca puritate cu tipul III.
Aplicații primare
Sticla de cuarț este un material critic în numeroase tehnologii avansate:
1. Fabricarea semiconductorilor: cea mai importantă aplicație. Folosit pentru componente cruciale în instrumentele de litografie, inclusiv:
· Substraturi Photomask: Pentru modelarea plachetelor de siliciu.
· Lentile optice și ferestre: În stepper și scanere.
· Tuburi pentru cuptor de difuzie și barci de napolitană: pentru procese de oxidare, difuzie și recoacere la temperatură ridicată datorită purității și stabilității termice.
· Camere de gravare și borcane clopot: pentru sisteme de gravare cu plasmă și depunere chimică în vapori (CVD).
2. Optică și fotonică:
· Transmisie UV: lentile, prisme și ferestre pentru lămpi UV, sisteme de întărire UV și spectroscopie UV.
· Optica laser: Substraturi si componente pentru sisteme laser de mare putere.
· Fibră optică: materialul de bază pentru fibre optice.
3. Iluminat:
· Plicuri pentru lămpi cu descărcare de mare intensitate (HID), lămpi cu halogen și lămpi UV (de exemplu, vapori de mercur). Poate rezista la temperaturi ridicate de funcționare și transmite eficient lumina UV.
4. Echipamente chimice și de laborator:
· Creuzete, rezervoare, tuburi și vizor pentru manipularea materialelor corozive la temperaturi ridicate.
5. Aerospațial și Astronomie:
· Ferestre pentru nave spațiale, sateliți și telescoape datorită stabilității și clarității optice.
Comparație cu alți ochelari
Proprietăți Sticlă de cuarț (silice topită) Sticlă borosilicată (de exemplu, Pyrex) Sticlă soda-calcică
Punct de înmuiere Foarte ridicat (~1660°C) Ridicat (~820°C) Scăzut (~700°C)
CTE extrem de scăzut (0,55 x 10⁻⁶/K) scăzut (3,3 x 10⁻⁶/K) ridicat (9 x 10⁻⁶/K)
Transmisie UV Excelent (până la ~185 nm) Slab (se întrerupe în UV) Foarte slab
Cost ridicat Moderat Foarte mic
Pe scurt, sticla de cuarț este un material de inginerie de prim rang ales pentru cele mai solicitante aplicații în care claritatea optică, rezistența la șocuri termice, puritatea chimică și stabilitatea la temperatură ridicată nu sunt negociabile. Este materialul care permite fabricarea de microcipuri moderne și o gamă largă de alte produse de înaltă tehnologie.
Fereastra din sticla transparenta
Lentila optică
Prisma optică
Lentila asamblată