융합 실리카는 무엇입니까?

융합 실리카, 퓨즈 쿼츠라고도합니다, 합성입니다, 비정질 형태의 이산화 실리콘 (SiO2). 그것은 매우 높은 온도에서 고순도 실리카 모래 또는 석영 결정을 녹여 생산됩니다.. 이 재료는 탁월한 광학 및 열 특성으로 유명합니다., 다양한 고성능 애플리케이션에 이상적입니다.

이산화 실리콘 (SiO2) 하나의 실리콘 원자와 2 개의 산소 원자로 구성된 화학 화합물입니다.. 그것은 자연에서 일반적으로 석영과 다양한 살아있는 유기체에서 발견됩니다.. 이산화 규소는 최소 불순물의 순도가 높습니다., 다양한 산업에서 필수 자료로 만듭니다.

 

이산화 실리콘의 화학적 조성

이산화 실리콘 (SiO2):

• 공식: SiO2
• 분자량: 60.08 g/mol
• 구성: 1 실리콘 부분 (그리고), 2 부품 산소 (영형)
• 모습: 반투명 한 고체에 투명합니다
• 청정: 최소한의 불순물을 가진 높은 순도

 

주요 특성

• 높은 융점: ~ 1710 ° C (3110° F)
• 경도: Mohs의 경도 7
• 화학적 안정성: 대부분의 조건에서 화학적으로 불활성
• 전기 특성: 순수한 형태의 절연체, 그러나 반도체로 수정 될 수 있습니다

 

응용 프로그램

• 유리 제조: 유리 생산의 1 차 성분.
• 반도체 산업: 절연 특성으로 인해 전자 부품 제조에 사용.
• 건설: 콘크리트와 시멘트의 원료로 사용됩니다.
• 음식과 제약: 식품 및 제약의 반제 대리인으로 사용됩니다.

 

순도 고려 사항

고순도 실리콘 이산화물은 전자 및 광학의 적용에 중요합니다., 불순물이 성능에 크게 영향을 줄 수있는 곳. SIO2를 정제하는 과정은 금속과 같은 오염 물질을 제거하는 것과 관련이 있습니다., 유기 화합물, 및 기타 비 실리콘 요소.

 

속성:

설명한 속성을 기반으로합니다, 독특한 특성 조합을 가진 자료를 언급하는 것처럼 들립니다.. 다음은 이러한 특성에 맞는 자료의 예입니다.:

융합 실리카 (이산화 실리콘, SiO2)

속성:

• 투명도:
  • 우수한 광학 투명성을 나타냅니다, 특히 자외선에서 (자외선) 범위: 융합 실리카는 UV 스펙트럼에서 탁월한 투명성으로 유명합니다., UV 광학 및 포토 리소그래피와 같은 응용 프로그램에 이상적.
• 열 안정성:
  • 상당한 변형 또는 결정화없이 최대 1000 ° C 이상의 고온을 견딜 수 있습니다.: 융합 실리카는 매우 높은 융점을 가지고 있습니다 (~ 1650 ° C) 고온에서 구조와 안정성을 유지합니다, 이는 고온 응용에 중요합니다.
• 낮은 열 팽창:
  • 열 팽창 계수가 낮습니다, 넓은 온도 범위에 걸쳐 치수 안정성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.: 융합 실리카의 눈에 띄는 특징 중 하나는 매우 낮은 열 팽창 계수입니다., 다양한 온도에서 치수 안정성을 보장합니다.
• 전기 절연체:
  • 높은 전기 절연 특성을 보여줍니다, 전기 및 반도체 산업에 유용합니다: 융합 실리카는 우수한 전기 절연체입니다, 기판 및 단열재를 위해 반도체 산업에서 널리 사용.
• 화학적 불활성:
  • 대부분의 산에 내성이 있습니다, 기지, 그리고 다른 부식성 물질: 융합 실리카는 화학적으로 불활성입니다, 히드로 플루오르 산을 제외한 대부분의 화학 물질의 공격에 저항합니다, 가혹한 화학 환경에서 사용하기에 적합합니다.
• 기계적 강도:
  • 높은 기계적 강도를 나타냅니다, 기계적 스트레스와 압력을 견딜 수 있도록합니다: 융합 실리카는 가장 힘든 재료가 아닙니다, 그것은 상당한 기계적 강도와 경도를 제공합니다, 다양한 조건에서 내구성이 있습니다.

응용 프로그램:

• 광학 및 광자: UV 범위의 투명성이 높기 때문입니다, 융합 실리카는 렌즈에 사용됩니다, 거울, 광학 기기를위한 창.
• 반도체: 전기 절연 특성은 반도체 제조 및 미세 전자 장치의 기질로 사용하기에 적합합니다..
• 항공 우주 및 방어: 융합 실리카의 열 안정성 및 낮은 열 팽창은 고온 환경의 정밀 부품에 이상적입니다..
• 화학적 처리: 화학적 불활성은 공격적인 화학 물질에 노출 된 환경에서 사용할 수 있습니다..

 

응용 프로그램:

1. 광학:

• 용법:
  • 렌즈: 융합 실리카 렌즈는 UV에 사용됩니다, 보이는, 넓은 스펙트럼 범위에서 탁월한 선명도와 최소 광 흡수로 인한 IR 응용 프로그램.
  • 창: 투명 융합 실리카 창은 광학 기기에 사용되어 왜곡없이 빛의 통과를 허용합니다..
  • 거울: 고정밀 광학 시스템에서 거울을위한 기질로 사용됩니다, 망원경 및 레이저 시스템을 포함합니다.

2. 반도체 산업:

• 용법:
  • 반도체 구성 요소: 융합 실리카는 우수한 전기 절연 특성으로 인해 기질 재료 및 반도체 장치의 생산에 사용됩니다..
  • 열 안정성: 변형없이 고온을 견딜 수있는 능력은 반도체 제조 공정에서 중요합니다., 화학 증기 증착과 같은 (CVD) 및 플라즈마 에칭.

3. 레이저 기술:

• 용법:
  • 레이저 게인 매체: 융합 실리카는 고체 레이저에서 레이저 활성 이온의 숙주 재료로 사용됩니다..
  • 광 섬유: 고순도 융합 실리카는 광 섬유의 주요 재료입니다., 레이저 통신 및 전송에 필수적입니다.
  • 레이저 창: 높은 광학 투명성 및 열 저항으로 인해 고출력 레이저 시스템에서 사용.

4. 화학 산업:

• 용법:
  • 도가니: 융합 실리카 도가니는 화학적 불활성으로 인해 고도로 반응성 또는 순수한 물질을 녹이고 유지하는 데 사용됩니다..
  • 반응 용기: 부식 및 고온에 대한 저항이 필요한 화학 반응기에 사용.

5. 정밀 엔지니어링:

• 용법:
  • 정밀 기기: 융합 실리카는 높은 차원 안정성과 열 충격에 대한 저항이 필요한 기기에 사용됩니다., 간섭계 및 고정밀 측정 장치와 같은.
  • 장비 구성 요소: 융합 실리카로 만든 구성 요소는 정확한 측정 및 안정성이 중요한 응용 분야에서 사용됩니다..

6. 태양 광 산업:

• 용법:
  • 태양 전지: 융합 실리카.
  • 태양 전지판: 태양 전지판 생산에 사용됩니다, 열 및 화학적 분해로부터 세포를 보호하여 효율성과 수명에 기여.

 

융합 실리카의 제조 공정:

1. 원료 준비:

• 선택:
  • 고순도 실리카 모래 또는 천연 석영 결정은 1 차 원료로 선택됩니다..
  • 이 재료는 최종 제품의 원하는 특성을 보장하기 위해 높은 실리카 함량 및 최소 불순물로 선택됩니다..

2. 녹는:

• 난방:
  • 원료는 1700 ° C를 초과하는 온도에 노출됩니다, 일반적으로 다음 방법 중 하나를 사용합니다:
    • 전기 아크 가열: 전기 아크로는 실리카를 녹이는 데 필요한 고온을 생성합니다..
    • 저항 가열: 저항 용광로에서, 전기 저항은 실리카를 녹이기 위해 열을 생성하는 데 사용됩니다..
  • 정화:
    • 녹는 과정에서, 남아있는 불순물은 일반적으로 제거됩니다, 용융 실리카의 고순도를 보장합니다.

3. 형성:

• 기법:
  • 용융 실리카는 다양한 기술을 통해 원하는 형태로 형성됩니다., 포함:
    • 주조: 녹은 실리카를 금형에 붓기 위해 특정 모양과 크기를 만듭니다..
    • 압박: 정밀한 치수와 모양을 달성하기 위해 곰팡이에 용융 실리카에 압력을 적용.
    • 조형: 용융 실리카에서 복잡한 모양과 구조를 형성하기 위해 금형 사용.

4. 가열 냉각:

• 냉각:
  • 모양의 실리카는 형성 과정에서 개발되었을 수있는 내부 응력을 완화하기 위해 제어 된 방식으로 점차 냉각됩니다..
  • 어닐링 오븐:
    • 형성된 실리카 조각은 어닐링 오븐에 넣습니다, 장기 동안 온도가 천천히 감소하는 곳.
  • 속성 개선:
    • 이 느린 냉각 공정은 융합 실리카의 기계적 특성을 향상시킵니다., 강도와 내구성 향상.

 

요약:

융합 실리카의 제조 공정에는 신중한 고순도 원료가 포함됩니다., 정확한 용융 및 형성 기술, 탁월한 광학을 가진 재료를 생산하기 위해 제어 된 어닐링, 열의, 전기 같은, 및 기계적 특성. 이 과정은 광학의 다양한 고급 응용 분야에 대한 융합 실리카의 고품질 및 신뢰성을 보장합니다., 반도체 제조, 레이저 기술, 화학 산업, 정밀 엔지니어링, 그리고 태양 광 산업.

 

융합 실리카의 변형:

1. 융합 실리카 유리:

• 묘사:
  • 순수한 실리카 용융 및 굳어짐에 의해 생성 된 투명 실리카 유리 (SiO2).
• 속성:
  • UV 전반에 걸친 높은 광학 선명도 및 투명성, 보이는, IR 파장.
  • 우수한 열 안정성 및 낮은 열 팽창.
  • 높은 화학적 불활성 및 전기 절연 특성.
• 응용 프로그램:
  • 고정밀 광학에 사용됩니다, UV 및 IR Windows, 렌즈, 거울, 및 반도체 제조.

2. 석영 유리:

• 묘사:
  • 높은 석영 함량이 높은 실리카 유리를 나타냅니다, 일반적으로보다 큽니다 99.9% SiO2.
• 속성:
  • 융합 실리카와 유사하지만 종종 순도 수준이 훨씬 높습니다., 약간 다른 광학 및 열 특성으로 이어집니다.
  • 열 충격 및 고온에 대한 예외적 인 저항.
  • 높은 화학 순도, 실험실 및 산업 응용 분야에 이상적입니다.
• 응용 프로그램:
  • 고급 화학적 처리에 사용됩니다, 고온 실험실 장비, 및 특수 광학 성분.

3. 도핑 된 융합 실리카:

• 묘사:
  • 광학을 변경하기 위해 특정 도펀트로 변형 된 융합 실리카, 열의, 또는 전문 응용 프로그램의 기계적 특성.
• 속성:
  • 광학 도핑: 불소 또는 붕소와 같은 도펀트를 첨가하여 굴절률을 변경하거나 UV 전송을 향상시킬 수 있습니다..
  • 열 도핑: 티타늄 또는 알루미늄과 같은 첨가제는 열 안정성을 향상시키고 열 팽창을 줄일 수 있습니다..
  • 기계식 도핑: 세륨과 같은 요소의 통합은 방사선 저항 또는 기계적 강도를 향상시킬 수 있습니다..
• 응용 프로그램:
  • 맞춤형 광 섬유에 사용됩니다, 레이저 구성 요소, 방사선 내성 재료, 맞춤형 속성이 필요한 정밀 엔지니어링 애플리케이션.

 

융합 실리카의 환경 영향과 미래 추세:

환경 영향:

• 환경 적으로 양성:
  • 융합 실리카는 환경 적으로 양성으로 간주됩니다, 생산 중에 유해한 화학 물질이나 오염 물질을 방출하지 않기 때문에, 사용, 또는 처분. 불활성 특성은 환경 구성 요소와 반응하지 않음을 의미합니다., 다양한 응용 프로그램에 안전합니다.
• 제한된 재활용 이니셔티브:
  • 융합 실리카의 재활용은 많은 응용 분야에 대한 엄격한 순도 요구 사항으로 인해 제한됩니다.. 사용 된 융합 실리카의 정제 및 재 처리와 관련된 높은 비용은 종종 이점을 능가합니다., 최소한의 재활용 노력으로 이어집니다.

미래의 트렌드:

• 향상된 특성:
  • 연구 개발: 진행중인 r&D 노력은 광학 투명성을 더욱 향상시키는 것을 목표로합니다, 기계적 강도, 및 융합 실리카의 열 안정성. 재료 과학 및 엔지니어링 기술의 혁신은 고성능 응용 분야를위한 우수한 융합 실리카 변이체를 생산할 것으로 예상됩니다..
• 새로운 응용 프로그램:
  • 양자 기술: 양자 컴퓨팅 및 통신 시스템에 사용하기 위해 융합 실리카가 탐색되고 있습니다., 고순도와 탁월한 광학적 특성이 양자 정보의 조작 및 전송을 용이하게 할 수있는 경우.
  • 광전지: 태양 광 기술의 지속적인 발전은 태양 광 셀과 패널에서 융합 실리카의 사용을 주도하고 있습니다., 태양 에너지 시스템의 효율성과 내구성을 향상시키기 위해 투명성과 열 안정성을 활용.