Výhody výrobkov z kremenného skla

Kremeň (SiO₂) je na prvý pohľad veľmi podobný sklu, ale zvláštnosťou je, že obyčajné sklo sa skladá z mnohých zložiek (napríklad kremenný piesok, bórax, kyselina boritá, baryt, uhličitan bárnatý, vápenec, živec, uhličitan sodný atď.). zloženie, zatiaľ čo kremeň obsahuje len SiO₂ a jeho mikroštruktúra je jednoduchá sieť zložená z kremíkových tetraedrických štruktúrnych jednotiek. pretože množstvo kovových prímesí obsiahnutých v kremeni je veľmi malé a jeho vlastná čistota je mimoriadne vysoká, samotný kremeň má vlastnosti a výhody, ktoré iné sklá nemôžu vykazovať, a je známy ako "koruna" v sklených materiáloch. Napríklad pokiaľ ide o odolnosť voči teplu, kremeň nepraskne, ani keď sa vloží do vody bezprostredne po tom, ako sa v ohni spáli do červena, zatiaľ čo obyčajné sklo po spálení do červena vo vode nepraskne, ale sa roztrhne hneď, ako sa spáli. Konkrétnejšie výhody sú tieto:
1. Odolnosť voči vysokým teplotám. Teplota bodu mäknutia kremenného skla je približne 1730 ℃, môže sa dlho používať pri 1150 ℃ a najvyššia teplota môže v krátkom čase dosiahnuť 1450 ℃.

2. Odolnosť proti korózii. S výnimkou kyseliny fluorovodíkovej nemá vysoko čistý kremeň takmer žiadnu chemickú reakciu s inými kyselinami. Pri vysokej teplote je odolný voči pôsobeniu kyseliny sírovej, dusičnej, chlorovodíkovej, aqua regia, neutrálnych solí, uhlíka a síry. Jeho odolnosť voči kyselinám je 30-krát vyššia ako odolnosť keramiky a 150-krát vyššia ako odolnosť nehrdzavejúcej ocele, najmä jeho chemická stabilita pri vysokej teplote, ktorá je neporovnateľná so žiadnym iným technickým materiálom.

3. Dobrá tepelná stabilita. Koeficient tepelnej rozťažnosti vysoko čistého kremeňa je extrémne malý a odoláva silným teplotným zmenám. Kremeň vysokej čistoty sa zahrieva na teplotu približne 1100 ℃ a nepraskne vo vode s normálnou teplotou.

4. Dobrý prenos svetla. Kremeň s vysokou čistotou má dobrú priepustnosť svetla v celom spektrálnom pásme od ultrafialového po infračervené a priepustnosť viditeľného svetla je vyššia ako 93%, najmä v ultrafialovej spektrálnej oblasti môže maximálna priepustnosť dosiahnuť viac ako 80%.

5. Dobrý elektrický izolačný výkon. Hodnota odporu vysoko čistého kremeňa je 10 000-krát vyššia ako hodnota bežného kremenného skla. Je to vynikajúci elektroizolačný materiál a má dobré elektrické vlastnosti aj pri vysokých teplotách.

Vďaka týmto vynikajúcim fyzikálnym a chemickým vlastnostiam sa kremenné materiály s vysokou čistotou široko používajú v moderných elektronických technológiách, polovodičoch, komunikáciách, elektrických svetelných zdrojoch, solárnej energii, vysoko presných meracích prístrojoch národnej obrany, laboratórnych fyzikálnych a chemických prístrojoch, jadrovej energii, nanopriemysle atď. Najmä v rýchlo sa rozvíjajúcom polovodičovom priemysle sa zväčšuje veľkosť kremíkových doštičiek, takže výrobcovia čipov zvýšili dopyt po rôznych komponentoch vyrobených z kremeňa. Treba však tiež poznamenať, že v záujme predchádzania kontaminácii počas spracovania sa musí počas používania zabezpečiť vysoká čistota kremenného materiálu