1. Composizione Fundamentale è Attributi Architetturali di a Ceramica Quartz
1.1 Purezza chimica è cambiamenti cristallini à amorfu
(Ceramica di quartz)
Porcellane di quartz, ancu chjamatu silice fusione o quartz integratu, sò una classa di prudutti d'alta prestazione micca naturali derivati da diossidu di siliciu (SiO DUE) in u so ultra-puru, non-cristalline (amorfu) tipu.
A cuntrariu di e ceramiche convenzionali chì si basanu nantu à quadri policristallini, e porcellane di quartz sò differenziate da a so assenza cumpleta di limiti di granu per via di u so lustre, rete isotropica di tetraedri SiO ₄ adiacenti in una reta arbitraria tridimensionale.
Stu quadru amorfu hè ottenutu da a fusione à alta temperatura di cristalli di quartz naturali o di precursori di silice sintetica., aderite à un raffreddamentu rapidu per piantà a furmazione.
U pruduttu risultatu include tipicamente più 99.9% SiO ₂, cù contaminanti traccia cum'è acciai alkali (Chì ⁺, K ⁺), aluminiu, è u ferru manteneu livelli di parti per milione per prutege a clarità ottica, resistività elettrica, è efficienza termica.
A mancanza di ordine à longu andà elimina l'azzioni anisotropicu, rende ceramica di quartz dimensionalmente stabile è meccanicamente coherente in tutte l'istruzzioni– un vantaghju vitale in l'applicazioni di precisione.
1.2 Cumportamentu termale è resistenza à u scossa termale
Trà e funzioni più specifiche di a ceramica di quartz hè u so coefficient eccezziunale di espansione termica. (CTE), di solitu intornu 0.55 × 10 ⁻⁶/ K trà 20 °C è 300 ° C.
Questa crescita quasi zero nasce da u Si flexible– O– Angoli di legame Si in a reta amorfa, chì pò aghjustà sottu stress termicu senza danni, chì permette à u pruduttu di resiste à l'aghjustamenti rapidi di u nivellu di temperatura chì certamente romperanu porcellane tradiziunali o acciai.
A ceramica di quartz pò suppurtà i shock termichi superendu 1000 ° C, cum'è l'immersione dritta in l'acqua dopu à riscaldamentu à i livelli di temperatura riscaldata, senza frattura o spalling.
Stu edifiziu li rende impurtanti in i paràmetri cumpresi i cicli ripetuti di riscaldamentu è di rinfrescante, cume sistemi di riscaldamentu di trasfurmazioni di semiconductor, elementi aerospaziale, è sistemi di luci d'alta intensità.
In più, A ceramica di quartz mantene l'onestà architettonica finu à i livelli di temperatura di circa 1100 ° C in suluzione cuntinuu, cù a resistenza di l'esposizione diretta temporale chì si avvicina 1600 ° C in ambienti inerti.
( Ceramica di quartz)
Resistenza di scossa termale passata, mostranu alti livelli di temperatura di ammollimentu (~ 1600 ° C )è una resistenza eccezziunale à a devitrificazione– anche se l'esposizione diretta a lungo termine superata 1200 ° C pò principià a furmazione di a superficia ghjustu in cristobalite, chì pò compromette a forza meccanica per via di l'aghjustamenti di quantità durante i cambiamenti di fase.
2. otticu, Elettricu, è Qualità Chimica di l'equipaggiu di silice fusa
2.1 Trasparenza a banda larga è applicazioni fotoniche
A ceramica di quartz hè rinumatu per a so trasmissione ottica eccezziunale in un grande array spooky, prolongendu da l'ultraviolet prufonda (UV) à ~ 180 nm à l'infrarouge vicinu (È) à ~ 2500 nm.
Questa apertura hè permessa da a mancanza di impurità è l'homogeneità di a reta amorfa, chì minimizza a diffusione di a luce è l'assorbimentu.
Silice fusionata sintetica di alta purezza, generata da l'idrolisi di fiamma di cloruri di siliciu, attains dinù supiriuri trasmissioni UV è hè fatta usu di in appiicazioni impurtanti cum'è l'ottica laser excimer, lenti di fotolitografia, è telescopi spaziali.
L'altu limitu di danni laser di u materiale– resistenti à a rottura sottu à l'irradiazione laser pulsata estrema– rende perfetta per i sistemi laser d'alta energia utilizati in a ricerca cumminata è a machining cummerciale.
In più, a so bassa autofluorescenza è a resistenza à a radiazione garantinu affidabilità in l'instrumentazione clinica, custituitu di spettrometri, Sistemi di trattamentu UV, è strumenti di seguimentu nucleari.
2.2 Prestazione dielettrica è inerzia chimica
Da una perspettiva elettrica, I porcellane di quartz sò isolanti eccezziunali cù a resistività di quantità chì supera 10 ¹⁸ Ω · centimetri à u livellu di a temperatura spaziale è una constante dielettrica di circa 3.8 à 1 MHz.
A so tangente di perdita dielettrica ridutta (tan δ < 0.0001) makes certain very little power dissipation in high-frequency and high-voltage applications, making them ideal for microwave home windows, radar domes, and insulating substrates in electronic assemblies.
Questi edifici restanu sicuri nantu à una larga scala di temperatura, a cuntrariu di numerosi polimeri o porcellane standard chì debilitanu elettricamente sottu stress termicu è ansietà.
Chimicamenti, e porcellane di quartz mostranu una inerzia impressiunanti à a maiò parte di l'acidi, custituitu di cloridrico, nitric, è l'acidu sulfuricu, per via di a stabilità di u Si– O ligame.
Tuttavia, sò vulnerabile à l'attaccu da l'acidu fluoridicu (HF) è antiacidi solidi cum'è l'idrossidu di sodiu caldu, chì dannu u Si– O– Si rete.
Questa reattività esigenti hè aduprata in prucedure di microfabbricazione induve hè necessaria una incisione cuntrullata di silice integrata..
In ambienti cummirciali aggressivi– cum'è a manipulazione chimica, banchi umidi di semiconductor, e manipolazione di liquidi d'alta purezza– a ceramica di quartz funziona cum'è rivestimenti, vista occhiali, è cumpunenti di reattore induve a contaminazione deve esse diminuita.
3. Prucessi di Pruduzzione è Ingegneria Geometrica di Elementi Ceramicu Quartz
3.1 Strategie di scongelu è di furmazione
A pruduzzione di ceramica di quartz include numerosi approcci di fusione specializati, ognuna adattata à particulari purezza è esigenze di applicazione.
A fusione di l'arcu elettricu face l'usu di sabbia di quartz d'alta purezza scongelata in un crucible di rame rinfriscatu à acqua sottu vacuum o gas inerte., creendu grandi boules o tubi cù eccellenti proprietà termali è meccaniche residenziale o cummerciale.
Miscela di fiamma, o sintesi di combustione, implica la combustione di tetracloruro di siliciu (SiCl₄) in un focu di l'idrogenu-ossigenu, trasferimentu di frammenti di silice fini chì sinterizzanu in una preforma trasparente– stu approcciu pruduce a più alta qualità ottica è hè aduprata per a silice fusionata sintetica.
A fusione di plasma usa un cursu diversu, dendu livelli di temperatura ultra-alti è trasfurmazioni senza contaminazione per applicazioni aerospaziali è di prutezzione specifiche.
Quandu si funnu, a ceramica di quartz pò esse formata per colata di precisione, sviluppo centrifugo (per i tubi), o lavorazione CNC di spazi pre-sinterizzati.
Per via di a so fragilità, a machining richiede strumenti di diamanti è un cuntrollu attentu per prevene u microcracking.
3.2 Precisione di a fabbricazione è a superficia cumpleta
I cumpunenti ceramichi di quartz sò spessu fatti ghjustu in geometrie intricate cum'è crucibles, tubi, verghe, finestri, è insulatori persunalizati per semiconductor, solare, e settori laser.
A precisione dimensionale hè critica, soprattuttu in a produzzione di semiconduttori induve i suscettori di quartz è i cuntenituri di campana anu bisognu di mantene a piazza precisa è l'armunia termale..
U cumpletu di a superficia ghjoca un duvere essenziale in efficienza; e superfici pulite diminuiscenu a dispersione di luce in cumpunenti ottici è diminuite i siti di nucleazione per a devitrificazione in applicazioni à alta temperatura..
L'incisione cù soluzioni HF tamponate pò creà apparenze di superfici regulate o sbarazzarsi di strati dannighjati dopu a machinazione..
Per l'aspiratore ultra-altu (UHV) sistemi, e porcellane di quartz sò pulite è cotte per caccià i gasi adsorbiti da a superficia, guarantisci l'outgassing marginali è a cumpatibilità cù e prucedure delicate cum'è u fasciu moleculare di epitassi di luce (MBE).
4. Applicazioni industriali è scientifiche di a ceramica di quartz
4.1 Role in Semiconductor è Produzione Fotovoltaica
A ceramica di quartz sò materiali fundamentali in a custruzzione di circuiti incorporati è di e cellule solari, induve travaglianu cum'è tubi di furnace, imbarcazioni di wafer (suscettori), e camere di diffusione.
A so capacità di resiste à u calore in l'ossidazione, calendu, o atmosfere inerti– cumminata cù una contaminazione metallica ridotta– rende certa purezza di prucessu è rendiment.
In tuttu a deposizione di vapore chimicu (CVD) o l'ossidazione termica, elementi di quartz preservanu a stabilità dimensionale è resistanu à a deformazione, prutegge da i danni è u sbilanciamentu di wafer.
In a pruduzzione solare, I crogioli di quartz sò usati per espansione lingotti di siliciu monocristalinu attraversu u prucessu Czochralski, induve a so purità dritta affetta a qualità superiore elettrica di l'ultime cellule solari.
4.2 Usu in Lights, Aerospaziale, è Strumentazione analitica
In scaricamentu d'alta intensità (HID) lampade è sistemi di sterilizazione UV, i busti di ceramica di quartz sò custituiti da archi di plasma à livelli di temperatura chì superanu 1000 ° C mentre trasmette UV è luce notevuli efficacemente.
A so resistenza à u scossa termale pruteghja da u fallimentu durante l'ignizione rapida è i cicli di chjusi.
In l'aerospaziale, A ceramica di quartz hè aduprata in i finestri radar, unità di sensazione immubiliare, è sistemi di difesa termale per via di a so constante dielettrica ridutta, altu rapportu forza-densità, è sicurità sottu a carica aerotermica.
In a chimica analitica è e ricerche scientifiche di a vita, i vini di silice fusionati sò necessarii in a cromatografia di gas (GC) e l'elettroforesi capillare (CE), induve l'inerzia di a superficia ferma l'adsorzione di campioni è guarantisci una separazione precisa.
In più, microbalance di cristalli di quartz (QCM), chì dipendenu da e proprietà residenziale piezoelectric di quartz cristalline (distintu da a silice fusionata), aduprate porcellane di quartz cum'è alloggi protettivi è aiuti di schermatura in applicazioni di rilevazione di massa in tempu reale.
In cunclusioni, A ceramica di quartz sta per una traversa unica di resistenza termica severa, apertura ottica, è purezza chimica.
U so quadru amorfu è u cuntenutu web altu SiO dui permettenu l'efficienza in atmosfere induve i materiali standard cessanu di travaglià, da u core di fabs semiconductor à u latu di l'area.
Cume l'avanzamenti di a tecnulugia versu livelli di temperatura più alti, megliu precisione, e procedure più pulite, porcellane di quartz cuntinuà à travaglià cum'è un enabler cruciale di l'avanzamentu in a scienza è u mercatu.
Distributore
Advanced Ceramics hè stata fundata in ottobre 17, 2012, hè una impresa high-tech impegnata in a ricerca è u sviluppu, pruduzzione, trasfurmazioni, vendita è servizii tecnichi di materiali è prudutti parenti ceramica. I nostri prudutti includenu ma micca limitati à i prudutti di ceramica di carburu di boru, Prudutti ceramichi di nitruru di boru, Prudutti di Ceramica di Carburu di Siliciu, Prudutti di Ceramica di Nitruru di Siliciu, Prudutti di Ceramica di Diossidu di Zirconiu, ecc. Sè site interessatu, per piacè sentite liberu di cuntattateci.([email protected])
Tags: Ceramica di quartz, piattu ceramica, tubi di ceramica
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