Kwartsbuis (kwartsglasbuis) is een speciaal glasmateriaal gemaakt van zeer zuiver siliciumdioxide (SiO₂), dat een reeks uitstekende fysische, chemische en optische eigenschappen heeft. Daarom wordt het veel gebruikt in industrieën, wetenschappelijk onderzoek, halfgeleiders, optica, chemische technologie, elektrische lichtbronnen en andere gebieden. Vergeleken met gewoon glas, metaal, plastic of andere keramische materialen hebben kwartsbuizen in veel opzichten aanzienlijke voordelen.

1. Weerstandsprestaties op hoge temperatuur

Een van de meest opvallende kenmerken van kwartsbuizen is hun extreem hoge temperatuurbestendigheid. Vergeleken met gewoon glas, plastic en de meeste metalen materialen kunnen kwartsbuizen hun stabiliteit behouden bij hogere temperaturen.  

- Hoog smeltpunt: het verwekingspunt van kwartsbuizen is ongeveer 1650 ° C, met een smeltpunt zo hoog als 1723 ° C, veel hoger dan gewoon glas (ongeveer 600-800 ° C) en de meeste metalen (zoals aluminium 660 ° C, koper 1085 ° C).  

-Langdurige gebruikstemperatuur: Kwartsbuizen kunnen bij 1200°C langdurig gebruikt worden, terwijl gewoon glas bij deze temperatuur zacht wordt of zelfs smelt.  

-Thermische schokstabiliteit: Kwartsbuizen hebben een extreem lage uitzettingscoëfficiënt (ongeveer 5,5 × 10 ⁻⁷/° C) en zijn bestand tegen drastische temperatuurveranderingen (zoals snelle afkoeling van 1000 ° C naar kamertemperatuur zonder te breken), terwijl gewone glas- of keramische materialen gevoelig zijn voor barsten tijdens snelle temperatuurveranderingen.  

Hoewel metalen materialen daarentegen bestand zijn tegen hoge temperaturen, zijn ze gevoelig voor oxidatie of vervorming bij hoge temperaturen; Kunststoffen zoals PTFE en PEEK kunnen doorgaans pas gebruikt worden onder de 260°C, veel minder dan de temperatuurbestendigheid van kwartsbuizen.

2. Chemische stabiliteit

Kwartsbuizen hebben een extreem sterke chemische inertheid en reageren nauwelijks met de meeste zuren, basen en oplosmiddelen, waardoor ze voordeliger zijn dan metalen en gewoon glas in corrosieve omgevingen.  

-Zuurbestendigheid: Met uitzondering van fluorwaterstofzuur (HF) en heet fosforzuur, zijn kwartsbuizen vrijwel bestand tegen de corrosie van alle anorganische en organische zuren.  

-Alkalibestendigheid: Hoewel sterke alkaliën zoals NaOH en KOH kwartsbuizen bij hoge temperaturen enigszins kunnen aantasten, is hun alkalibestendigheid nog steeds beter dan die van gewoon glas.  

- Oplosmiddelbestendigheid: Kwartsbuizen reageren niet met organische oplosmiddelen zoals aceton, ethanol, benzeen, enz., terwijl sommige kunststoffen zoals PVC en PP kunnen worden opgelost of opgezwollen door organische oplosmiddelen.  

Metalen materialen zoals roestvrij staal en aluminium zijn daarentegen gevoelig voor corrosie in sterk zure of alkalische omgevingen, terwijl gewoon glas zoals natronkalkglas gevoelig is voor corrosie onder alkalische omstandigheden.

3. Optische prestaties

Kwartsbuizen hebben een uitstekende optische transparantie, vooral in het ultraviolette (UV) en infrarode (IR) spectrale bereik, waardoor ze onvervangbaar zijn in optische en opto-elektronische toepassingen.  

-UV-doorlaatbaarheid: Kwartsbuizen hebben een hoge doorlaatbaarheid (>90%) in het golflengtebereik van 185 nm tot 2500 nm, terwijl gewoon glas (zoals borosilicaatglas) bijna ondoorzichtig is in het ultraviolette gebied (<300 nm).  

-Infraroodtransparantie: Kwartsbuizen behouden een goede transparantie in het nabij-infrarode gebied (700-2500 nm), waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen zoals laser- en infraroodverwarming.  

-Laag fluorescentie-effect: kwartsbuizen met een hoge zuiverheid hebben vrijwel geen fluorescentie-interferentie en zijn geschikt voor optische precisie-instrumenten zoals spectrometers en lasers.  

Kunststoffen zoals PMMA en PC zijn daarentegen gevoelig voor veroudering en vergeling onder ultraviolet licht, gewoon glas heeft een slechte transparantie in het ultraviolette gebied en metalen zijn volledig ondoorzichtig.

4. Thermische stabiliteit en lage thermische uitzetting

De thermische uitzettingscoëfficiënt van kwartsbuizen is extreem laag (ongeveer 5,5 × 10 ⁻⁷/° C), veel lager dan die van gewoon glas (ongeveer 9 × 10 ⁻⁶/° C) en metalen (zoals aluminium 23 × 10 ⁻⁶/° C), waardoor deze goed presteert in omgevingen met drastische temperatuurschommelingen.  

-Thermische schokbestendigheid: Kwartsbuizen zijn bestand tegen snelle afkoeling van 1000 ° C tot kamertemperatuur zonder te breken, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen zoals de productie van halfgeleiders en hogetemperatuurreactoren.  

-Dimensionale stabiliteit: Kwartsbuizen vervormen nauwelijks bij hoge temperaturen, terwijl metalen of kunststoffen bij hoge temperaturen gevoelig zijn voor uitzetting of verzachting.  

Daarentegen zijn gewone glas- of keramische materialen gevoelig voor scheuren als gevolg van thermische spanning tijdens snelle temperatuurveranderingen, terwijl metalen materialen structurele vervorming kunnen ondergaan als gevolg van thermische uitzetting.

5. Elektrische isolatieprestaties

Kwartsbuis is een uitstekend elektrisch isolatiemateriaal, met een veel hogere elektrische weerstand en diëlektrische sterkte dan gewoon glas en plastic.  

-Volumeweerstand: Bij kamertemperatuur kan de weerstand van kwartsbuizen oplopen tot 10 ⊃1;⁶Ω· cm, veel hoger dan die van gewoon glas (10 ⊃1;⊃2; -10 ⊃1;⁴Ω· cm).  

-Diëlektrische sterkte: De diëlektrische sterkte van kwartsbuizen bedraagt ​​ongeveer 30-40 kV/mm, geschikt voor hoogspanningsisolatietoepassingen zoals halfgeleiderapparatuur en vacuümbuizen.  

-Laag diëlektrisch verlies: Zelfs in omgevingen met hoge temperaturen of hoge frequenties is het diëlektrische verlies van kwartsbuizen extreem laag, waardoor ze geschikt zijn voor microgolf- en radiofrequentietoepassingen.  

Metalen zijn daarentegen geleiders en kunnen niet als isolatiemateriaal worden gebruikt; Hoewel kunststoffen goede isolatie-eigenschappen hebben, zijn ze gevoelig voor veroudering of ontbinding bij hoge temperaturen.

6. Mechanische eigenschappen

Hoewel kwartsbuizen brosse materialen zijn, hebben ze een hoge hardheid en druksterkte, waardoor ze geschikt zijn voor omgevingen met hoge spanning.  

-Hardheid: de Mohs-hardheid van kwartsbuis is 7, wat vergelijkbaar is met kwartskristal en krasbestendiger dan gewoon glas (5,5).  

-Druksterkte: de druksterkte van kwartsbuizen is maar liefst 1100 MPa, veel hoger dan die van gewoon glas (ongeveer 500 MPa).  

-Lichtgewicht: De dichtheid van kwartsbuizen (2,2 g/cm ⊃3;) is lager dan die van metalen (zoals staal 7,8 g/cm ⊃3;, aluminium 2,7 g/cm ⊃3;), waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die lichtgewicht vereisen.  

Kunststof heeft daarentegen een lagere hardheid en is gevoelig voor slijtage; Hoewel metaal een hoge sterkte heeft, is het relatief zwaar.

7. Zuiverheid en netheid

Kwartsbuizen met een hoge zuiverheid (zoals halfgeleiderkwaliteit) hebben een extreem laag onzuiverheidsgehalte (<1 ppm) en zijn geschikt voor industrieën die een extreem hoge zuiverheid vereisen.  

-Productie van halfgeleiders: Kwartsbuizen worden gebruikt voor wafelverwerking, diffusieovens en CVD-reactoren en introduceren geen metaalverontreiniging.  

-Geneeskunde en biotechnologie: Kwartsbuizen kunnen in farmaceutische apparatuur worden gebruikt om chemische verontreiniging te voorkomen.  

-Vacuümtechnologie: Kwartsbuizen hebben extreem lage gasafgiftesnelheden en zijn geschikt voor hoogvacuümsystemen.  

Metalen materialen kunnen daarentegen sporen van metaalionen afgeven, terwijl kunststoffen organische vluchtige verbindingen (VOS) kunnen afgeven.

Kwartsbuizen zijn in veel hoogwaardige toepassingen een onvervangbaar materiaal geworden vanwege hun hoge temperatuurbestendigheid, chemische inertie, uitstekende optische eigenschappen, lage thermische uitzetting, hoge elektrische isolatie en hoge zuiverheid. Ondanks de hoge kosten en broosheid zijn kwartsbuizen nog steeds het voorkeursmateriaal op gebieden als halfgeleiders, optica, chemicaliën en elektrische lichtbronnen. Daarentegen kunnen gewoon glas, metaal en plastic in bepaalde specifieke omgevingen kostenvoordelen hebben, maar bij extreme temperaturen, corrosieve omgevingen of optische toepassingen met hoge precisie overtreffen de uitgebreide prestaties van kwartsbuizen die van andere materialen ver.  

Luverre Quartz is een fabrikant gespecialiseerd in kwartsbuizen en andere kwartsartikelen. Wij hebben ruim 18 jaar ervaring met de productie van kwartsbuizen, wij zijn uw betrouwbare partner op het gebied van kwartsbuizen en andere kwartsartikelen.

Luverre Quartz kan kwartsbuizen op maat vervaardigen in verschillende vormen, zoals spiraalvormig, vierkant, rond, met bewerkingen zoals snijden, buigen, lassen, enz., en verkrijgbaar in verschillende kleuren, zoals transparante kwartsbuizen, ondoorzichtige kwartsbuizen, melkachtig witte kwartsbuizen, rode kwartsbuizen, enzovoort.