(050) 323-64-98

Что такое кварцевое стекло?

Многие, наверное, слышали про кварцевое стекло, его также называют термическим и очень редко – каленым. Да, можно его так называть, но правильней все же – кварцевым стеклом, плавленый кварц или аморфный кварц. Поэтому мы решили немного рассказать о нем.

Различают два вида промышленного кварцевого стекла: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность кварцевому стеклу придает большое количество распределённых в нём мелких газовых пузырьков (диаметром от 0,03 до 0,3 мкм), рассеивающих свет. Оптическое прозрачное кварцевое стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков.

Для многих отопительных агрегатов применяют прозрачное кварцевое стекло для топочной камеры. Благодаря этому прозрачному стеклу видно процесс горения, что способствует особой атмосфере тепла и уюта.

Давайте рассмотрим несколько определений кварцевому стеклу.

Кварцевое стекло, плавленый кварц - однокомпонентное стекло, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма - горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния. Или…

Кристаллический кварц и кварцевое стекло - различные формы оксида кремния (SiO2). В кварцевом стекле оксид кремния находится в аморфной форме и поэтому он не растрескивается при резком перепаде температур, как кристаллический кварц, имеет чрезвычайно низкий коэффициент температурного расширения и теплопроводности.

В отличие от обычного стекла, которое состоит из смеси различных компонент, кварцевое стекло состоит только из оксида кремния, а количество примесей других химических элементов чрезвычайно мало.

Это приводит к тому, что кварцевое стекло обладает чрезвычайно широким спектром пропускания (через стёкла из кварцевого стекла можно даже загорать), малым поглощением света (обычное оконное стекло поглощает столько же света, сколько и кварцевое стекло толщиной в 100 метров), высокой оптической гомогенностью, стойкостью к ионизирующим излучениям и лазерному излучению высокой интенсивности, низким коэффициентом температурного расширения (примерно в 20 раз меньше по сравнению с обычным стеклом), высокой рабочей температурой (более 1200°С, что в 4 раза больше, чем для обычного стекла), и т.д.

Как видите про него можно писать много. Но Вам, как для обычного обывателя не нужно вникать в сложные термины и определения. Поэтому, скажем просто: кварцевое стекло – это стекло, выдерживающее большие термические нагрузки. Состоит кварцевое стекло почти из чистого оксида кремния и обладает очень низким коэффициентом термического расширения.

Кварцевое стекло является однокомпонентным силикатным стеклом, состоит практически из одного кремнезема и получается путем плавления природных его разновидностей - горного хрусталя, жильного кварца и кварцевых песков, а также синтетической двуокиси кремния. Различают два основных вида кварцевого стекла - прозрачное и непрозрачное.

В зависимости от свойств и назначения прозрачное стекло бывает: техническое оптическое (общего назначения); прозрачное в инфракрасной или в короткой ультрафиолетовой (увиолевое стекло) области; не темнеющее от радиоактивных излучений и особо чистое.

Применяется при изготовлении кислотоупорной термостойкой аппаратуры, трубопроводов, змеевиков, холодильников и подогревателей; производстве химико-лабораторной посуды, приборов и аппаратуры (тиглей, чаш, колб, реторт, перегонных аппаратов, холодильников); изготовлении нитей тканей и пористого кварцевого огнеупора для теплоизоляции; производстве приборов и аппаратуры, связанных с ультрафиолетовым излучением.

Для производства кварцевого стекла используют методы плавки и варки, в которых используют молочно-белый и прозрачный жильный кварц, представленный агрегатом прозрачных и полупрозрачных зерен миллиметровых размеров. Сырье подвергают обогащению, удаляя как включения других минералов, так и частично газово-жидкие включения.

В результате производства кварцевого стекла получается простейшее стекло, которое по своим химическим и физическим свойствам обладает многими необходимыми параметрами: не подвергается деформированию при температурах вплоть до 1000°С, коэффициент теплового расширения очень низок, и поэтому оно обладает стойкостью к термическому удару при резком изменении температуры, объемное и поверхностное удельные электрические сопротивления весьма высоки, кварцевое стекло отлично пропускает как видимое, так и ультрафиолетовое излучение.

В завершение – основные характеристики стекла:

Наименование: кварцевое стекло
Другие названия: плавленый кварц, аморфный кварц
Химическая формула: SiO2 (двуокись кремния)
Краткое описание: стекло из чистого SiO2 (двуокиси кремния)
Плотность: 2201 кг/м³
Предел прочности (сильно зависит от сорта): около 50 Н/мм²
Типичная концентрация примесей: 10-1000 ppm
Диапазон прозрачности: 160-3500 нм
Показатель преломления: 1,46
Угол Брюстера: 55,58°
Коэффициент теплового расширения (до 600°C): 0,54•10-6 К-1
Удельная теплоёмкость (до 900°C): 1052 Дж/(кг*К)
Теплопроводность (20°C): 1,38 Вт/(м•К)
Теплопроводность (2000°C): 15 Вт/(м•К)
Удельная электрическая проводимость (20°С): 10-14 – 10-16 Ом-1*м-1
Тангенс угла диэлектрических потерь (20°C; 106 Гц): 0,0025 - 0,0006
Температура трансформации: 1130°C
Температура размягчения: 1585°C
Температура выработки: >2000°C
Температура кипения: 2230°C

Вот в принципе и все. В заключении хочу ответить на последний вопрос, которые многие задают: «Как определить по внешнему виду, что «это» именно кварцевое стекло?» Отвечаю: «По внешнему виду сделать это тяжело. Но можете попробовать направить на стекло поток света, можно и солнечного, под углом до момента, когда Вы увидите в стекле преломление и искажение (эффект масла в воде) этого света».


Рейтинг@Mail.ru