แก้วควอตซ์ผสม: คุณสมบัติ การใช้งาน และคู่มือการซื้อ | หนานทง เซียงหยาง

หน้าต่างเลเซอร์ของปั๊มในชุดโฟโตนิกส์เพิ่งล้มเหลวหลังจากรอบการให้ความร้อน 200,000 รอบ รายงานความล้มเหลวชี้ไปที่การย้ายถิ่นของโซเดียมและการแยกตัวออกจากน้ำในหน้าต่างบอโรซิลิเกต นี่เป็นปัญหาที่เกิดซ้ำเมื่อใช้กระจกธรรมดาในระบบออพติคอลที่มีรังสียูวีระดับลึกหรืออุณหภูมิสูง แก้วควอทซ์ที่หลอมละลายไม่ได้ล้มเหลวเช่นนั้น โดยพื้นฐานแล้วมันคือซิลิกาบริสุทธิ์ (SiO2) ในรูปแบบอสัณฐาน และโครงข่ายซิลิกาต่อเนื่องทำให้มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำกว่าแก้วบอโรซิลิเกตประมาณหกเท่า โดยจะส่งแสงจากอัลตราไวโอเลตลึกผ่านอินฟราเรดตอนกลาง และทนทานต่อการโจมตีทางเคมีที่ทำให้กระจกมาตรฐานเสื่อมคุณภาพ นั่นคือเหตุผลที่การประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์ การพิมพ์หินด้วยแสง สเปกโทรสโกปี และระบบสังเกตการณ์อุณหภูมิสูงจึงกำหนดให้แก้วควอตซ์หลอมละลายเป็นสารละลายมาตรฐาน คู่มือนี้จะอธิบายว่าแก้วควอตซ์หลอมรวมคืออะไร เปรียบเทียบกับตระกูลแก้วอื่นๆ อย่างไร และสิ่งที่คุณควรตรวจสอบก่อนกำหนดให้กับระบบของคุณ

แก้วควอทซ์ผสมคืออะไร?

แก้วควอทซ์ผสมเป็นแก้วที่ไม่เป็นผลึกที่ทำจากซิลิคอนไดออกไซด์เกือบบริสุทธิ์ ในกระจกโฟลตมาตรฐาน ตัวดัดแปลงเครือข่าย เช่น โซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียม จะสลายโครงข่ายซิลิกา และสร้างโครงสร้างพันธะที่อ่อนแอลง ในแก้วควอทซ์หลอม เครือข่ายจะคงอยู่ในเฟรมเวิร์ก SiO2 ที่ต่อเนื่อง โครงสร้างดังกล่าวเป็นเหตุผลทางกายภาพที่อยู่เบื้องหลังจุดอ่อนตัวสูงของวัสดุ การขยายตัวทางความร้อนต่ำ การส่งผ่านรังสียูวีระดับลึก และความทนทานต่อสารเคมี

กระบวนการผลิตยังส่งผลต่อคุณสมบัติขั้นสุดท้ายด้วย โดยทั่วไปควอตซ์หลอมจะเริ่มจากผลึกควอตซ์ธรรมชาติ ซึ่งถูกบดและละลายที่อุณหภูมิประมาณ 2000 °C ซิลิกาผสมเริ่มต้นจากสารตั้งต้นสังเคราะห์ เช่น ซิลิคอนเตตราคลอไรด์ ซึ่งถูกไฮโดรไลซ์ในเปลวไฟหรือพลาสมา ผลิตภัณฑ์ทั้งสองมี SiO2 ที่ไม่มีรูปร่าง แต่ซิลิกาผสมสังเคราะห์มีความบริสุทธิ์สูงกว่าและมีปริมาณไฮดรอกซิลที่ควบคุมได้มากกว่า สำหรับการใช้งานหน้าต่างแบบออพติคัล วัสดุพิมพ์ และตัวกรอง แก้วควอตซ์หลอมจากโปรเซสเซอร์ที่มีประสบการณ์ให้การส่งผ่านที่จำเป็นและความเสถียรทางความร้อนในราคาที่ต่ำกว่าซิลิกาหลอมสังเคราะห์

ที่ Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd. แก้วแสงควอตซ์ไร้สีเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์แก้วแสงไร้สีที่เราดำเนินการและจัดหา มีจำหน่ายในรูปแบบแผ่น แผ่น และรูปทรงสำหรับฟิลเตอร์กรองแสง หน้าต่าง ปริซึม และซับสเตรต

แก้วแสงควอตซ์ไม่มีสีสำหรับระบบแสงอุณหภูมิสูง แก้วควอทซ์ผสมนี้ให้ความโปร่งใสดีเยี่ยม ความคลาดเคลื่อนสีต่ำ และการส่งผ่านข้อมูลสูง เหมาะสำหรับเครื่องมือที่มีความแม่นยำ ระบบเลเซอร์ และเลนส์สายตาที่ต้องการความเสถียรทางความร้อน ดูผลิตภัณฑ์ →

ควอตซ์ผสม กับ ซิลิกาผสม กับ Standard Glass

ตารางเปรียบเทียบคือวิธีที่เร็วที่สุดในการวางตำแหน่งแก้วควอตซ์หลอมละลายให้อยู่ในประเภทที่ถูกต้อง ตัวแปรสำคัญคือความบริสุทธิ์ การส่งผ่านรังสียูวี ความคงตัวทางความร้อน ความทนทานต่อสารเคมี และราคาสัมพัทธ์

สิ่งที่นำไปใช้ได้จริงคือแก้วบอโรซิลิเกตยังคงมีประโยชน์สำหรับเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการและหน้าต่างทั่วไป ส่วนแก้วโซดาไลม์ก็ใช้ได้ดีสำหรับการเคลือบทุกวัน แต่หากระบบของคุณต้องการการส่งผ่านการทำงานที่ระดับ 185 นาโนเมตรหรือการทำงานต่อเนื่องที่สูงกว่า 450 °C แสดงว่าวัสดุทั้งสองชนิดไม่เพียงพอ สะพานแก้วควอทซ์หลอมที่มีช่องว่างด้วยต้นทุนที่ยอมรับได้และประสิทธิภาพด้านการมองเห็นที่พิสูจน์แล้ว

คุณสมบัติที่สำคัญของแก้วควอตซ์ผสม

วิศวกรด้านแสงจะตรวจสอบคุณสมบัติสองประการก่อน: การขยายตัวทางความร้อนและการส่งผ่านสเปกตรัม แผนภูมิแท่งด้านล่างแสดงให้เห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (CTE) ของแก้วควอตซ์หลอมละลายเป็นอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกทั่วไป

แก้วควอทซ์ผสมมี CTE ประมาณ 0.55 × 10 ^-6 /ก. ซึ่งต่ำกว่าแก้วบอโรซิลิเกตประมาณหกเท่า และต่ำกว่าแก้วโซดาไลม์ประมาณหกเท่า ในทางปฏิบัติ หน้าต่างผสมควอตซ์ขนาด 100 มม. จะเปลี่ยนขนาดประมาณ 0.005 มม. เมื่อถูกความร้อน 100 K ในขณะที่หน้าต่างโซดาไลม์จะขยายขึ้นเกือบ 0.09 มม. เมื่อส่วนประกอบต่างๆ ต้องจัดตำแหน่งไว้ภายใต้การให้ความร้อนอย่างต่อเนื่อง ความแตกต่างดังกล่าวจะตัดสินว่าระบบจะคงอยู่ในความทนทานหรือไม่

ปัจจัยด้านประสิทธิภาพถัดไปคือการส่งผ่านสเปกตรัม แผนภูมิด้านล่างเปรียบเทียบกราฟการส่งผ่านของแก้วควอตซ์ แก้วบอโรซิลิเกต และโซดาไลม์ที่หลอมรวมในช่วง 200–2000 นาโนเมตร

วัสดุชนิดเดียวกันยังส่งผ่านอย่างต่อเนื่องจาก 185 นาโนเมตรไปยังอินฟราเรดตอนกลาง โดยมีการดูดกลืนแสงเล็กน้อยในช่วง 200–2000 นาโนเมตร เนื่องจากความโปร่งใสของบรอดแบนด์ สเปกโทรสโกปี ระบบเลเซอร์ และการพิมพ์หินด้วยแสงจึงใช้ควอตซ์หลอมเป็นวัสดุหน้าต่าง ปริซึม และสารตั้งต้น ในสภาพแวดล้อมแบบออกซิไดซ์ มันสามารถทำงานอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 1100 °C และสามารถเดินทางระยะสั้นถึง 1300 °C ได้หากมีการรองรับที่เหมาะสม

แก้วควอทซ์ผสมถูกผลิตขึ้นอย่างไร?

เส้นทางการผลิตแบ่งออกเป็นการหลอมควอตซ์ธรรมชาติและการสะสมสังเคราะห์ สำหรับควอตซ์หลอม กระบวนการเริ่มต้นด้วยผลึกควอตซ์ธรรมชาติที่ทำความสะอาดแล้ว บดให้มีขนาดควบคุม จากนั้นจึงละลายในเตาต่อเนื่องที่อุณหภูมิประมาณ 2000 °C สารหลอมจะไหลจากหัวฉีดแพลตตินัมหรือเซรามิก และถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อป้องกันการสูญเสียน้ำ โครงสร้างไอโซเมตริกด้านล่างแสดงรูปแบบของเพลตที่ส่วนประกอบทางแสงส่วนใหญ่ใช้

หลังจากการหลอมเหลวและการทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ แก้วจะต้องผ่านการตัด การบดหยาบ และการขัดเงาแบบละเอียด สำหรับส่วนประกอบทางแสง คุณภาพพื้นผิวขั้นสุดท้ายมักจะสูงถึง 40/20 scratch-dig หรือดีกว่า โดยความเรียบจะถูกควบคุมให้เป็นเพียงเศษเสี้ยวของความยาวคลื่น การตรวจสอบครอบคลุมถึงการหักเหของแสง ปริมาณฟองอากาศ และการส่งผ่านที่ความยาวคลื่นซึ่งลูกค้าจะใช้งานส่วนประกอบ

ในเส้นทางสังเคราะห์ ซิลิคอนเตตระคลอไรด์จะถูกไฮโดรไลซ์ในเปลวไฟหรือพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงเพื่อสะสม SiO2 โดยตรง ซิลิกาหลอมที่ได้ที่ได้จะมีโลหะเจือปนน้อยกว่า และสามารถออกแบบสำหรับปริมาณ OH เฉพาะได้ ซึ่งสำคัญเมื่อการใช้งานต้องการการส่งผ่านสูงใกล้ 2.7 µm อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการประมวลผลสูงกว่าควอตซ์หลอมละลายอย่างมาก ดังนั้นตัวเลือกจึงขึ้นอยู่กับแถบสเปกตรัมและงบประมาณที่ต้องการ

แก้วควอตซ์ Fused ใช้ที่ไหน?

แก้วควอทซ์ผสมจะย้ายจากวัตถุดิบไปสู่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่มีมูลค่าสูงในภาคส่วนเทคโนโลยีต่างๆ

• การประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์: หน้าต่างควอทซ์ วิวพอร์ต และส่วนประกอบของเตาหลอม จัดการกับวงจรความร้อนและก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนซ้ำๆ
• การพิมพ์หินด้วยแสง UV: พื้นผิวของมาส์กและหน้าต่างเลนส์จำเป็นต้องมีการส่งผ่านรังสียูวีระดับลึกโดยมีการดูดซับน้อยที่สุด
• สเปกโทรสโกปี: คิวเวตต์และเซลล์ตัวอย่างต้องการความโปร่งใสทางสเปกตรัมกว้างเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การวิเคราะห์ที่แม่นยำ
• ระบบเลเซอร์: ตัวแยกลำแสงและหน้าต่างป้องกันใช้วัสดุนี้เป็นสื่อแสงที่เชื่อถือได้
• แว่นสายตาที่มีอุณหภูมิสูง: ช่องสังเกตการณ์เตาเผาต้องมีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันและการโจมตีด้วยออกซิเดชัน
• เลนส์ที่มีความแม่นยำ: ปริซึม กระจก และซับสเตรตของตัวกรองได้รับประโยชน์จากการบิดเบือนความร้อนต่ำและดัชนีการหักเหของแสงที่สม่ำเสมอ

สำหรับบริษัทที่ต้องการแก้วควอตซ์หลอมสำหรับการใช้งานเหล่านี้ การเลือกโปรเซสเซอร์ที่มีประสบการณ์ด้านการมองเห็นจริงมีความสำคัญมากกว่าการเปรียบเทียบราคาพื้นฐาน ของเรา โรงงานผลิต ที่ Nantong Xiangyang ประมวลผลแก้วแสงควอตซ์ไร้สีและแก้วแสงไร้สีประเภทอื่น ๆ ให้กับแบบของลูกค้าสำหรับลูกค้าทั้งในประเทศและส่งออก

วิธีการเลือกแก้วควอตซ์ผสมคุณภาพ

รายการตรวจสอบการจัดซื้อแบบสั้นมีประโยชน์ในทางปฏิบัติมากกว่าเอกสารข้อมูลจำเพาะแบบยาว ห้าประเด็นต่อไปนี้ครอบคลุมการตัดสินใจที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบจริง

1. จับคู่ข้อกำหนดการส่งสัญญาณกับเนื้อหา OH สำหรับการใช้งานด้วยรังสียูวี ควอตซ์ผสมที่มีค่า OH ต่ำจะให้การส่งผ่านรังสียูวีระดับลึกได้ดีกว่า สำหรับการใช้งานช่วง IR ระดับกลาง ปริมาณ OH สูงสามารถลดการดูดกลืนแสงได้ใกล้ 2.7 µm
2. ยืนยันข้อกำหนดการระบายความร้อน ตรวจสอบอุณหภูมิการบริการอย่างต่อเนื่องและจุดสูงสุดในระยะสั้นกับซัพพลายเออร์ เนื่องจากอุณหภูมิที่อ่อนลงขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์และวิธีการขึ้นรูป
3. ตรวจสอบคุณภาพพื้นผิวและความเรียบ สำหรับหน้าต่างแบบออพติคอล การเจาะแบบ 40/20 เป็นจุดเริ่มต้นทั่วไป หากส่วนประกอบเข้าไปในช่องเลเซอร์ ให้ขอความเรียบที่แคบลงและลดข้อผิดพลาดของหน้าคลื่น
4. ตรวจสอบความบริสุทธิ์และความทนทานต่อฟอง การมีอยู่ของฟองอากาศและสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะส่งผลโดยตรงต่อการกระเจิงและการดูดซับในระบบที่มีความต้องการสูง
5. ถามเรื่องการปรับแต่งครับ. ขนาด ปริซึมรูปทรง รู และช่องติดตั้งที่ไม่ได้มาตรฐานนั้นใช้งานได้จริงเมื่อซัพพลายเออร์สามารถแปรรูปกระจกภายในบริษัทได้

สำหรับหน้าต่าง UV ทั่วไป ซัพพลายเออร์ควรจัดทำเอกสารข้อมูลการส่งผ่าน การขอเส้นโค้งการส่งผ่านจาก 185 นาโนเมตรถึง 2500 นาโนเมตร จะให้การเปรียบเทียบโดยตรงกับความต้องการของระบบของคุณ โดยแยกกระจกที่ผ่านการประมวลผลอย่างเหมาะสมออกจากเกรดวัสดุทั่วไป หากต้องการรายละเอียดที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับวิธีการใช้แก้วแสงไร้สีในอุตสาหกรรมต่างๆ โปรดดูคู่มือนี้ที่ การใช้งานแก้วแสงไร้สี .

กระจกออพติคอลไร้สีสีขาวพิเศษเพื่อการถ่ายภาพที่แม่นยำ ด้วยปริมาณสิ่งเจือปนต่ำมากและความโปร่งใสสูง กระจกสีขาวพิเศษนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเลนส์กล้อง กล้องจุลทรรศน์ และระบบเลเซอร์ที่ต้องการภาพที่คมชัดและแม่นยำ ดูผลิตภัณฑ์ →

เมื่อการใช้งานเรียกร้องให้มีการดูดกลืนแสงน้อยที่สุดที่เป็นไปได้ตลอดแถบที่มองเห็น แก้วแสงไร้สีสีขาวพิเศษก็เป็นตัวเลือกที่เหมาะสม โดยยังคงรักษาพื้นผิวที่มันเงาและมีปริมาณฟองอากาศต่ำเพื่อระบบการถ่ายภาพและการส่องสว่างที่แม่นยำ

คำถามที่พบบ่อย