Parmi de nombreux matériaux, Les tiges en verre de quartz se distinguent par leur excellente résistance à la chaleur et sont largement utilisées dans les expériences scientifiques, la production industrielle et d'autres domaines dans des environnements à haute température. Une compréhension approfondie des propriétés résistantes à la chaleur des tiges en verre de quartz est d'une grande importance afin de mieux utiliser leurs fonctions et élargir leurs applications.

La base du matériau de la tige de verre en quartz

Le verre de quartz est principalement composé de dioxyde de silicium (Sio₂), sa structure atomique unique et ses propriétés de liaison chimique déterminent sa résistance à la chaleur. Les liaisons chimiques à l'oxygène en silicium dans le dioxyde de silicium ont des énergies de liaison élevées, et cette forte liaison chimique donne au verre de quartz sa stabilité structurelle. À des températures élevées, ces liaisons nécessitent une énergie extrêmement élevée pour se briser, permettant aux tiges de verre de quartz de résister à des températures plus élevées sans ramollissement ni décomposition.

Plage de températures de résistance à la chaleur

Les tiges en verre de quartz sont capables de maintenir leurs propriétés sur une plage de température assez large. Généralement, il peut être utilisé pendant de longues périodes à des températures pouvant atteindre 1000 ° C à 1100 ° C. Dans cette plage de température, les propriétés physiques et chimiques des tiges de verre de quartz changent très peu. Pendant une courte période, les tiges en verre de quartz peuvent résister à des températures encore plus élevées, jusqu'à environ 1400 ° C. Cette excellente résistance aux températures élevées lui permet d'être utilisé comme composant clé dans de nombreux processus à haute température, tels que l'agitation de liquides de verre à haute température dans l'industrie de la fabrication de verre.

Relation entre les propriétés d'expansion thermique et la résistance à la chaleur

Les tiges en verre de quartz ont un très faible coefficient d'expansion thermique. Il a un très petit changement de volume lors d'une augmentation de la température. Lorsque le matériau est soumis à une expansion thermique, si le coefficient d'expansion est trop grand, il produira de grandes contraintes thermiques à l'intérieur du matériau. Le faible coefficient de dilatation thermique des bâtonnets en verre de quartz évite efficacement la rupture ou la déformation causée par une expansion thermique. Par exemple, si des tiges en verre de quartz sont utilisées dans la fenêtre d'observation d'un four à haute température, lorsque la température à l'intérieur du four change rapidement, les tiges en verre de quartz peuvent exister de manière stable et ne seront pas endommagées en raison de la contrainte thermique, assurant ainsi l'utilisation normale de la fenêtre d'observation et le scellement de l'environnement à l'intérieur du four à haute température.

Influence de la stabilité chimique sur la résistance à la chaleur à haute température

Dans un environnement à haute température, Les tiges en verre de quartz doivent non seulement résister aux effets de la chaleur, mais aussi à faire face à une éventuelle attaque chimique. Heureusement, le verre de quartz a une bonne stabilité chimique. À des températures élevées, il est très résistant à la plupart des acides, des alcalis et des sels. Même dans une atmosphère oxydante à haute température, les bâtonnets en verre de quartz maintiennent leur stabilité chimique et ne réagissent pas chimiquement avec l'oxygène dans l'air, etc., ce qui garantit en outre ses performances à long terme dans des environnements à haute température.

Performances résistantes à la chaleur dans différents scénarios d'application

(1) Équipement de chauffage à haute température de laboratoire

Les tiges en verre de quartz sont souvent utilisées comme supports et pinces dans des équipements de chauffage à haute température tels que les fours à moufle et les fours à tube dans les laboratoires. Lorsque l'échantillon est traité à haute température, les tiges en verre de quartz peuvent supporter de manière stable l'échantillon sous l'environnement à haute température dans la fournaise pour assurer la progression fluide de l'expérience. Sa résistance à la chaleur garantit que les résultats de l'expérience ne seront pas affectés par sa propre déformation ou ses dommages pendant le long processus de chauffage.

(2) applications optiques à haute température

Dans le champ optique, tels que les luminaires d'éclairage à haute température, les tiges en verre de quartz peuvent être utilisées comme pièces de support de filament ou éléments de guidage lumineux. Sous la température élevée générée par les lampes et les lanternes, les tiges en verre de quartz peuvent maintenir leurs propriétés optiques et mécaniques, guider ou disperser efficacement la lumière pour répondre aux besoins de l'éclairage en même temps, n'échouera pas en raison de la température élevée.

(3) fabrication de semi-conducteurs

La diffusion et la photolithographie à haute température dans le processus de fabrication de semi-conducteurs nécessitent une opération à haute température et à haute précision. En raison de son excellente résistance à la chaleur, les tiges en verre de quartz peuvent être utilisées pour fabriquer des luminaires de haute précision, des rails de transmission et d'autres composants afin d'assurer la stabilité de la puce semi-conductrice dans le processus de traitement à haute température et la précision du processus.

Avec sa stabilité structurelle basée sur la liaison chimique de la silice, une large résistance à la plage de températures, un faible coefficient de dilatation thermique et une bonne stabilité chimique à des températures élevées, les tiges en verre de quartz ont démontré des avantages irremplaçables dans de nombreux champs nécessitant des matériaux résistants à la chaleur.

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