Vantaggi dei prodotti in vetro di quarzo

Il materiale quarzo (SiO₂) è a prima vista molto simile al vetro, ma la particolarità è che il vetro ordinario è composto da molti componenti (come sabbia di quarzo, borace, acido borico, barite, carbonato di bario, calcare, feldspato, soda, ecc.) Poiché la quantità di impurità metalliche contenute nel quarzo è molto ridotta e la sua purezza è estremamente elevata, il quarzo stesso presenta caratteristiche e vantaggi che gli altri vetri non possono mostrare, ed è noto come la "corona" dei materiali in vetro. Ad esempio, in termini di resistenza al calore, il quarzo non scoppierà nemmeno se messo in acqua subito dopo essere stato bruciato nel fuoco, mentre il vetro ordinario non scoppierà in acqua dopo essere stato bruciato nel fuoco, ma si lacererà non appena sarà bruciato. I vantaggi più specifici sono i seguenti:
1. Resistenza alle alte temperature. La temperatura del punto di rammollimento del vetro di quarzo è di circa 1730℃, può essere utilizzata a lungo a 1150℃ e la temperatura più alta può raggiungere 1450℃ in breve tempo.

2. Resistenza alla corrosione. Ad eccezione dell'acido fluoridrico, il quarzo di elevata purezza non ha quasi alcuna reazione chimica con altri acidi. Ad alta temperatura, è resistente all'attacco di acido solforico, acido nitrico, acido cloridrico, acqua regia, sali neutri, carbonio e zolfo. La sua resistenza agli acidi è 30 volte superiore a quella della ceramica e 150 volte superiore a quella dell'acciaio inossidabile, soprattutto per quanto riguarda la stabilità chimica alle alte temperature, che non ha eguali in nessun altro materiale ingegneristico.

3. Buona stabilità termica. Il coefficiente di espansione termica del quarzo di elevata purezza è estremamente ridotto e può sopportare forti variazioni di temperatura. Il quarzo di elevata purezza viene riscaldato a circa 1100 ℃ e non scoppia in acqua a temperatura normale.

4. Buone prestazioni di trasmissione della luce. Il quarzo di elevata purezza ha una buona trasmittanza luminosa nell'intera banda spettrale, dall'ultravioletto all'infrarosso, e la trasmittanza della luce visibile è superiore a 93%; in particolare, nella regione spettrale dell'ultravioletto, la trasmittanza massima può raggiungere più di 80%.

5. Buone prestazioni di isolamento elettrico. Il valore di resistenza del quarzo di elevata purezza è 10.000 volte superiore a quello del normale vetro di quarzo. È un eccellente materiale isolante elettrico e ha buone proprietà elettriche anche a temperature elevate.

Grazie a queste eccellenti proprietà fisiche e chimiche, i materiali di quarzo di elevata purezza sono ampiamente utilizzati nella moderna tecnologia elettronica, nei semiconduttori, nelle comunicazioni, nelle sorgenti di luce elettrica, nell'energia solare, negli strumenti di misura di alta precisione della difesa nazionale, negli strumenti fisici e chimici di laboratorio, nell'energia nucleare, nella nanoindustria, ecc. Soprattutto nell'industria dei semiconduttori, in rapida crescita, le dimensioni dei wafer di silicio sono aumentate, per cui i produttori di chip hanno incrementato la domanda di vari componenti in quarzo. Tuttavia, va notato che per evitare la contaminazione durante la lavorazione, è necessario garantire l'elevata purezza del materiale di quarzo durante l'utilizzo.