مزايا منتجات زجاج الكوارتز

تتشابه مادة الكوارتز (SiO₂) إلى حد كبير مع الزجاج للوهلة الأولى، ولكن ما يميزها أكثر هو أن الزجاج العادي يتكون من العديد من المكونات (مثل رمل الكوارتز والبوراكس وحمض البوريك والباريت وكربونات الباريوم والحجر الجيري والفلسبار ورماد الصودا وغيرها). في حين أن الكوارتز يحتوي فقط على SiO₂، وبنيته المجهرية عبارة عن شبكة بسيطة تتكون من وحدات هيكلية رباعية السطوح من السيليكا، ولأن كمية الشوائب المعدنية الموجودة في الكوارتز صغيرة جدًا، ونقاوته الخاصة عالية للغاية، فإن الكوارتز نفسه يتمتع بخصائص ومزايا لا يمكن للزجاج الآخر إظهارها، ويعرف باسم "التاج" في المواد الزجاجية. على سبيل المثال، من حيث مقاومة الحرارة، لن ينفجر الكوارتز حتى لو تم وضعه في الماء مباشرة بعد حرقه باللون الأحمر في النار، في حين أن الزجاج العادي لن ينفجر في الماء بعد حرقه باللون الأحمر، بل سيتمزق بمجرد حرقه. وفيما يلي مزايا أكثر تحديدًا:
1. مقاومة درجات الحرارة العالية. تبلغ درجة حرارة نقطة تليين زجاج الكوارتز حوالي 1730 ℃، ويمكن استخدامه لفترة طويلة عند 1150 ℃، ويمكن أن تصل أعلى درجة حرارة إلى 1450 ℃ في وقت قصير.

2. مقاومة التآكل. باستثناء حمض الهيدروفلوريك، فإن الكوارتز عالي النقاء ليس له أي تفاعل كيميائي تقريباً مع الأحماض الأخرى. في درجات الحرارة العالية، يكون مقاومًا للهجوم بحمض الكبريتيك وحمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك وحمض الهيدروكلوريك والأكوا ريجيا والأملاح المحايدة والكربون والكبريت. وتبلغ مقاومته للأحماض 30 ضعف مقاومة السيراميك و150 ضعف مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ، وخاصة ثباته الكيميائي في درجات الحرارة العالية، وهو ما لا مثيل له في أي مادة هندسية أخرى.

3. استقرار حراري جيد. معامل التمدد الحراري للكوارتز عالي النقاء صغير للغاية، ويمكنه تحمل التغيرات الشديدة في درجات الحرارة. يتم تسخين الكوارتز عالي النقاء إلى حوالي 1100 درجة مئوية، ولن ينفجر في الماء بدرجة حرارة عادية.

4. أداء جيد لنقل الضوء. يتمتع الكوارتز عالي النقاء بنفاذية جيدة للضوء في النطاق الطيفي بأكمله من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء، ونفاذية الضوء المرئي أعلى من 93%، خاصة في المنطقة الطيفية فوق البنفسجية، يمكن أن تصل النفاذية القصوى إلى أكثر من 80%.

5. أداء عزل كهربائي جيد. تبلغ قيمة مقاومة الكوارتز عالي النقاء 10000 ضعف مقاومة زجاج الكوارتز العادي. إنها مادة عازلة كهربائية ممتازة ولها خصائص كهربائية جيدة حتى في درجات الحرارة العالية.

وبفضل هذه الخصائص الفيزيائية والكيميائية الممتازة، تُستخدم مواد الكوارتز عالية النقاء على نطاق واسع في التكنولوجيا الإلكترونية الحديثة، وأشباه الموصلات، والاتصالات، ومصادر الضوء الكهربائي، والطاقة الشمسية، وأدوات القياس عالية الدقة للدفاع الوطني، والأدوات الفيزيائية والكيميائية المختبرية، والطاقة النووية، وصناعة النانو، وما إلى ذلك. وفي صناعة أشباه الموصلات سريعة النمو على وجه الخصوص، يتزايد حجم رقائق السيليكون، لذلك زاد الطلب على المكونات المختلفة المصنوعة من الكوارتز من قبل مصنعي الرقائق. ومع ذلك، تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه من أجل منع التلوث أثناء المعالجة، يجب ضمان النقاء العالي لمادة الكوارتز أثناء الاستخدام