מכיוון שלזכוכית יש העברת אור והשתקפות, והיא קלה לצביעה, היא משמשת לעתים קרובות באירועים שיש להם דרישות מסוימות לאור וצבע, כגון מכשירים אופטיים וקישוט אומנות שונים. הטכנולוגיה המודרנית הביאה חיוניות ואנרגיה חדשים לתעשיית הזכוכית, אך גם ביצועי הזכוכית שופרו מאוד. נציג בקצרה את המאפיינים של צינורות זכוכית קוורץ ונסביר מדוע ניתן להשתמש בקוורץ כזכוכית אופטית.
ראשית, מה הם המאפיינים של צינורות זכוכית קוורץ
27.jpg
1. עמידות בטמפרטורה גבוהה
טמפרטורת נקודת הריכוך של זכוכית קוורץ היא בערך 1730 מעלות, שניתן להשתמש בה במשך זמן רב ב-1100 מעלות, והטמפרטורה של שימוש בזמן קצר יכולה להגיע עד 1450 מעלות.
2. עמידות בפני קורוזיה
בנוסף לחומצה הידרופלואורית, זכוכית קוורץ כמעט ואינה מגיבה עם חומצות אחרות, ועמידותה לחומצות היא פי 30 מזו של קרמיקה, פי 150 מזו של נירוסטה, במיוחד היציבות הכימית שלה בטמפרטורות גבוהות, שאין כמותה בשום חומר הנדסי אחר. .
3. יציבות תרמית טובה
מקדם ההתפשטות התרמית של זכוכית קוורץ הוא קטן, יכול לעמוד בשינויי טמפרטורה דרסטיים, זכוכית קוורץ מחוממת לכ-1100 מעלות, והיא לא תפרוץ למים בטמפרטורה רגילה.
4. ביצועי העברת אור טובים
לזכוכית קוורץ ביצועי העברת אור טובים בכל הרצועה הספקטרלית מאולטרה סגול ועד אינפרא אדום, והעברת האור הנראה היא מעל 95%, במיוחד באזור הספקטרלי האולטרה סגול, השידור יכול להגיע ליותר מ 80%.
5. ביצועי בידוד חשמלי טובים
ערך ההתנגדות של זכוכית קוורץ שווה ל-10,000 פעמים מזה של זכוכית רגילה, שהיא חומר בידוד חשמלי טוב יותר ובעלת תכונות חשמליות טובות גם בטמפרטורות גבוהות. בגלל התכונות הפיזיקליות והכימיות המעולות שלה, זכוכית קוורץ נמצאת בשימוש נרחב בתחומים שונים כגון מקור אור חשמלי, מוליכים למחצה, תקשורת אופטית, צבא, מתכות, חומרי בניין, כימיה, מכונות, חשמל, הגנת הסביבה וכן הלאה.
שנית, מדוע קוורץ יכול ליצור זכוכית אופטית
התכונות האופטיות של זכוכית קוורץ הן ייחודיות, שיכולה לעבור בספקטרום האולטרה-סגול הרחוק, שהוא טוב יותר מכל החומרים האולטרה-סגולים, ויכולה לעבור בספקטרום האור הנראה והאינפרא אדום הקרוב. משתמשים יכולים לבחור את המגוון הרצוי מ-185-3500m μ-band בהתאם לצרכים שלהם. מכיוון שזכוכית הקוורץ עמידה לטמפרטורה גבוהה, מקדם ההתפשטות התרמית קטן, היציבות התרמית הכימית טובה, הבועה, הפס, האחידות, השבירה הדו-פעמית יכולה להיות דומה לזכוכית האופטית הכללית, ולכן היא חיונית. חומר אופטי לעבודה במגוון אירועים קשים עם מערכת אופטית ביציבות גבוהה.
המבנה, תכולת הטומאה, הגורם הגנטי OH ותכולת NO, CO של זכוכית קוורץ הם הגורמים העיקריים המשפיעים על העברה הספקטרלית. שיא הספיגה ב-0.24 מיקרומטר נגרם מקשירת אטום חמצן לקויה. לזכוכית הקוורץ המכילה קבוצת OH יש שיא ספיגה ברור של 2.7 מיקרומטר עקב רטט מולקולרי. העברת ה-UV הנמוכה נגרמת בעיקר על ידי ספקטרום ספיגה אטומית הנגרמת על ידי זיהומי מתכת.
מושג קשור
זכוכית קוורץ
זכוכית קוורץ היא רכיב בודד של חומר אמורפי סיליקה, המיקרומבנה שלה הוא רשת פשוטה המורכבת מיחידות מבניות טטרהדרליות של סיליקה, בשל אנרגיית הקשר הכימי של Si-O היא גדולה מאוד, המבנה הדוק מאוד, ולכן לזכוכית קוורץ יש תכונות ייחודיות, במיוחד תכונות אופטיות של זכוכית קוורץ שקופה מצוינות מאוד. שידור מעולה בטווח אורך הגל הרציף של קרינה אולטרה סגולה עד אינפרא אדום.
זכוכית
זכוכית היא חומר לא-מתכתי אנא-אורגני אמורפי, העשוי בדרך כלל ממגוון של מינרלים אנאורגניים (כגון חול קוורץ, בורקס, חומצה בורית, בריט, בריום קרבונט, אבן גיר, ספארד פלד, אפר סודה וכו') כחומרי הגלם העיקריים, ומתווספת כמות קטנה של חומרי גלם נלווים. מרכיביו העיקריים הם סיליקה ותחמוצות אחרות. ההרכב הכימי של זכוכית רגילה הוא Na2SiO3, CaSiO3, SiO2 או Na2O·CaO·6SiO2 וכו'. המרכיב העיקרי הוא מלח סיליקט כפול, שהוא מוצק אמורפי בעל מבנה לא סדיר. בשימוש נרחב בבניינים, המשמש לבידוד הרוח והאור, שייך לתערובת. אחר מעורבב עם כמה תחמוצות מתכת או מלחים כדי להראות את הצבע של זכוכית צבעונית, ובאמצעות השיטה הפיזיקלית או הכימית של זכוכית משוריינת וכן הלאה.