Кварцевая трубка (трубка из кварцевого стекла) — это специальный стеклянный материал, изготовленный из диоксида кремния высокой чистоты (SiO ₂), обладающий рядом превосходных физических, химических и оптических свойств. Поэтому он широко используется в промышленности, научных исследованиях, полупроводниках, оптике, химической технологии, источниках электрического света и других областях. По сравнению с обычным стеклом, металлом, пластиком или другими керамическими материалами кварцевые трубки имеют значительные преимущества во многих аспектах.

1. Устойчивость к высоким температурам.

Одной из наиболее выдающихся особенностей кварцевых трубок является их чрезвычайно высокая термостойкость. По сравнению с обычным стеклом, пластиком и большинством металлических материалов, кварцевые трубки могут сохранять стабильность при более высоких температурах.  

-Высокая температура плавления: температура размягчения кварцевой трубки составляет около 1650 ° C, а температура плавления достигает 1723 ° C, что намного выше, чем у обычного стекла (около 600-800 ° C) и большинства металлов (например, алюминия 660 ° C, меди 1085 ° C).  

-Температура длительного использования: кварцевые трубки можно использовать в течение длительного времени при температуре 1200 ° C, тогда как обычное стекло размягчается или даже плавится при этой температуре.  

-Термическая устойчивость: кварцевые трубки имеют чрезвычайно низкий коэффициент расширения (около 5,5 × 10 ⁻⁷/° C) и могут выдерживать резкие изменения температуры (например, быстрое охлаждение от 1000 ° C до комнатной температуры без разрушения), в то время как обычное стекло или керамические материалы склонны к растрескиванию при резких изменениях температуры.  

Напротив, хотя металлические материалы устойчивы к высоким температурам, они склонны к окислению или деформации при высоких температурах; Пластмассы, такие как ПТФЭ и ПЭЭК, обычно можно использовать только при температуре ниже 260 ° C, что значительно уступает термостойкости кварцевых трубок.

2. Химическая стабильность

Кварцевые трубки обладают чрезвычайно высокой химической инертностью и практически не реагируют с большинством кислот, оснований и растворителей, что делает их более выгодными, чем металлы и обычное стекло, в агрессивных средах.  

-Кислотостойкость: за исключением плавиковой кислоты (HF) и горячей фосфорной кислоты, кварцевые трубки практически устойчивы к коррозии всех неорганических и органических кислот.  

- Устойчивость к щелочам: хотя сильные щелочи, такие как NaOH и КОН, могут слегка разъедать кварцевые трубки при высоких температурах, их устойчивость к щелочам все же лучше, чем у обычного стекла.  

-Устойчивость к растворителям: кварцевые трубки не вступают в реакцию с органическими растворителями, такими как ацетон, этанол, бензол и т. д., в то время как некоторые пластмассы, такие как ПВХ и ПП, могут растворяться или набухать под действием органических растворителей.  

Напротив, металлические материалы, такие как нержавеющая сталь и алюминий, склонны к коррозии в сильных кислотных или щелочных средах, тогда как обычное стекло, такое как натриево-известковое стекло, подвержено коррозии в щелочных условиях.

3. Оптические характеристики

Кварцевые трубки обладают превосходной оптической прозрачностью, особенно в ультрафиолетовом (УФ) и инфракрасном (ИК) диапазонах спектра, что делает их незаменимыми в оптических и оптоэлектронных приложениях.  

-Пропускание УФ-излучения: кварцевые трубки имеют высокий коэффициент пропускания (>90%) в диапазоне длин волн от 185 до 2500 нм, тогда как обычное стекло (например, боросиликатное стекло) почти непрозрачно в ультрафиолетовой области (<300 нм).  

-Инфракрасная прозрачность: кварцевые трубки сохраняют хорошую прозрачность в ближней инфракрасной области (700-2500 нм), что делает их пригодными для таких применений, как лазерное и инфракрасное отопление.  

-Низкий эффект флуоресценции: кварцевые трубки высокой чистоты практически не имеют флуоресцентных помех и подходят для прецизионных оптических инструментов, таких как спектрометры и лазеры.  

Напротив, такие пластики, как ПММА и ПК, склонны к старению и пожелтению под воздействием ультрафиолета, обычное стекло имеет плохую прозрачность в ультрафиолетовой области, а металлы совершенно непрозрачны.

4. Термическая стабильность и низкое тепловое расширение.

Коэффициент теплового расширения кварцевой трубки чрезвычайно низок (около 5,5 × 10 ⁻⁷/° C), намного ниже, чем у обычного стекла (около 9 × 10 ⁻⁶/° C) и металлов (например, алюминия 23 × 10 ⁻⁶/° C), что позволяет ей хорошо работать в средах с резкими перепадами температур.  

-Термостойкость: кварцевые трубки могут выдерживать быстрое охлаждение от 1000 ° C до комнатной температуры, не разрушаясь, что делает их пригодными для таких применений, как производство полупроводников и высокотемпературных реакторов.  

-Стабильность размеров: кварцевые трубки почти не деформируются при высоких температурах, в то время как металлы или пластмассы склонны к расширению или размягчению при высоких температурах.  

Напротив, обычное стекло или керамические материалы склонны к растрескиванию из-за термического напряжения при резких изменениях температуры, тогда как металлические материалы могут подвергаться структурной деформации из-за теплового расширения.

5. Электрические характеристики изоляции.

Кварцевая трубка — превосходный электроизоляционный материал, обладающий гораздо более высоким удельным электрическим сопротивлением и диэлектрической прочностью, чем обычное стекло и пластик.  

-Объемное сопротивление: При комнатной температуре удельное сопротивление кварцевых трубок может достигать 10 ⊃1;⁶Ом·см, что значительно выше, чем у обычного стекла (10 ⊃1;⊃2; -10 ⊃1;⁴Ом·см).  

-Диэлектрическая прочность: Диэлектрическая прочность кварцевых трубок составляет около 30-40 кВ/мм, что подходит для высоковольтной изоляции, такой как полупроводниковое оборудование и вакуумные трубки.  

-Низкие диэлектрические потери: даже в условиях высоких температур или высоких частот диэлектрические потери кварцевых трубок чрезвычайно низки, что делает их пригодными для микроволновых и радиочастотных применений.  

Напротив, металлы являются проводниками и не могут использоваться в качестве изоляционных материалов; Хотя пластмассы обладают хорошими изоляционными свойствами, они склонны к старению или разложению при высоких температурах.

6. Механические свойства

Хотя кварцевые трубки являются хрупкими материалами, они обладают высокой твердостью и прочностью на сжатие, что делает их пригодными для работы в условиях высоких напряжений.  

-Твердость: твердость кварцевой трубки по шкале Мооса равна 7, что сравнимо с кристаллом кварца и более устойчиво к царапинам, чем обычное стекло (5,5).  

-Прочность на сжатие: прочность на сжатие кварцевой трубки достигает 1100 МПа, что намного выше, чем у обычного стекла (около 500 МПа).  

-Легкий вес: плотность кварцевых трубок (2,2 г/см ⊃3;) ниже, чем у металлов (например, стали 7,8 г/см ⊃3;, алюминия 2,7 г/см ⊃3;), что делает их подходящими для применений, требующих легкий вес.  

Напротив, пластик имеет меньшую твердость и склонен к износу; Хотя металл обладает высокой прочностью, он относительно тяжел.

7. Чистота и чистота.

Кварцевые трубки высокой чистоты (например, полупроводниковые) имеют чрезвычайно низкое содержание примесей (<1 ppm) и подходят для отраслей, где требуется чрезвычайно высокая чистота.  

-Производство полупроводников: кварцевые трубки используются для обработки пластин, диффузионных печей, CVD-реакторов и не вносят металлических примесей.  

-Медицина и биотехнология: кварцевые трубки можно использовать в фармацевтическом оборудовании, чтобы избежать химического загрязнения.  

-Вакуумная технология: кварцевые трубки имеют чрезвычайно низкую скорость газовыделения и подходят для систем с высоким вакуумом.  

Напротив, металлические материалы могут выделять следовые количества ионов металлов, а пластики могут выделять летучие органические соединения (ЛОС).

Кварцевые трубки стали незаменимым материалом во многих высокотехнологичных приложениях благодаря их высокой термостойкости, химической инертности, превосходным оптическим свойствам, низкому термическому расширению, высокой электроизоляции и высокой чистоте. Несмотря на высокую стоимость и хрупкость, кварцевые трубки по-прежнему являются предпочтительным материалом в таких областях, как полупроводники, оптика, химия и источники электрического света. Напротив, обычное стекло, металл и пластик могут иметь ценовые преимущества в определенных конкретных средах, но при экстремальных температурах, агрессивных средах или высокоточных оптических приложениях комплексные характеристики кварцевых трубок намного превосходят другие материалы.  

Luverre Quartz - производитель, специализирующийся на кварцевых трубках и других кварцевых изделиях. У нас более 18 лет опыта в производстве кварцевых трубок, мы будем вашим надежным партнером по кварцевым трубкам и другим кварцевым изделиям.

Luverre Quartz может производить кварцевые трубки по индивидуальному заказу различной формы, например, спиральные, квадратные, круглые, с обработкой, включая резку, гибку, сварку и т. д., и доступны в различных цветах, например, прозрачные кварцевые трубки, непрозрачные кварцевые трубки, молочно-белые кварцевые трубки, красные кварцевые трубки и так далее.