Výhody výrobků z křemenného skla

Křemenný materiál (SiO₂) je na první pohled velmi podobný sklu, ale zvláštností je, že běžné sklo se skládá z mnoha složek (např. křemenný písek, borax, kyselina boritá, baryt, uhličitan barnatý, vápenec, živec, uhličitan sodný atd.). složení, zatímco křemen obsahuje pouze SiO₂ a jeho mikrostruktura je jednoduchá síť složená z křemenných tetraedrických strukturních jednotek. protože množství kovových příměsí obsažených v křemeni je velmi malé a jeho vlastní čistota je extrémně vysoká, má křemen sám o sobě vlastnosti a výhody, které jiné sklo nemůže vykazovat, a je znám jako "koruna" ve sklářských materiálech. Například z hlediska tepelné odolnosti křemen nepraskne, ani když je ihned po spálení v ohni vložen do vody, zatímco obyčejné sklo po spálení do červena ve vodě nepraskne, ale roztrhne se, jakmile je spáleno. Konkrétnější výhody jsou následující:
1. Odolnost vůči vysokým teplotám. Teplota bodu měknutí křemenného skla je přibližně 1730 ℃, lze jej dlouhodobě používat při teplotě 1150 ℃ a nejvyšší teplota může v krátké době dosáhnout 1450 ℃.

2. Odolnost proti korozi. S výjimkou kyseliny fluorovodíkové nemá vysoce čistý křemen téměř žádnou chemickou reakci s jinými kyselinami. Při vysoké teplotě je odolný vůči působení kyseliny sírové, dusičné, chlorovodíkové, aqua regia, neutrálních solí, uhlíku a síry. Jeho odolnost vůči kyselinám je 30krát vyšší než u keramiky a 150krát vyšší než u nerezové oceli, zejména jeho chemická stabilita při vysoké teplotě, která je nesrovnatelná s žádným jiným technickým materiálem.

3. Dobrá tepelná stabilita. Koeficient tepelné roztažnosti vysoce čistého křemene je extrémně malý a odolává velkým teplotním změnám. Vysoce čistý křemen se zahřeje na teplotu přibližně 1100 ℃ a nepraskne ve vodě o běžné teplotě.

4. Dobrá propustnost světla. Vysoce čistý křemen má dobrou propustnost světla v celém spektrálním pásmu od ultrafialového po infračervené a propustnost viditelného světla je vyšší než 93%, zejména v ultrafialové spektrální oblasti může maximální propustnost dosáhnout více než 80%.

5. Dobré elektrické izolační vlastnosti. Hodnota odporu vysoce čistého křemene je 10 000krát vyšší než u běžného křemenného skla. Je to vynikající elektroizolační materiál a má dobré elektrické vlastnosti i při vysokých teplotách.

Díky těmto vynikajícím fyzikálním a chemickým vlastnostem se křemenné materiály s vysokou čistotou široce používají v moderních elektronických technologiích, polovodičích, komunikacích, elektrických světelných zdrojích, solární energii, vysoce přesných měřicích přístrojích pro národní obranu, laboratorních fyzikálních a chemických přístrojích, jaderné energetice, nanoprůmyslu atd. Zejména v rychle se rozvíjejícím polovodičovém průmyslu se zvětšuje velikost křemíkových destiček, takže výrobci čipů zvýšili poptávku po různých součástkách z křemene. Je však třeba také poznamenat, že aby se zabránilo kontaminaci během zpracování, musí být během používání zajištěna vysoká čistota křemenného materiálu.