El vidre de quars és un tipus de vidre transparent fet de diòxid de silici pur (SiO2).Posseeix nombroses propietats úniques i troba una àmplia gamma d'aplicacions.En aquest text, oferirem una introducció detallada al vidre de quars, cobrint la seva definició i propietats, fabricació i processament, àrees d'aplicació, tipus i formes, així com els seus avantatges i limitacions.
Definició i propietats:
El vidre de quars és un material de vidre transparent compost principalment per diòxid de silici (SiO2).Presenta excel·lents propietats físiques, químiques i estructurals.Té una gran transparència i pot transmetre un ampli espectre de llum, des dels ultraviolats fins als infrarojos.A més, el vidre de quars té una alta conductivitat tèrmica, un baix coeficient d'expansió tèrmica, excel·lents propietats d'aïllament elèctric i una notable estabilitat química.Aquestes propietats fan que el vidre de quars sigui molt valuós en diversos camps.
Fabricació i processament:
El procés de fabricació del vidre de quars inclou diversos passos clau: selecció de matèries primeres, fusió, conformació i tractament tèrmic.
Selecció de matèries primeres: la pedra de silici d'alta puresa es tria com a matèria primera primària perquè el diòxid de silici (SiO2) és el component principal del vidre de quars.
Fusió: la pedra de silici seleccionada es fon a altes temperatures i després es refina per eliminar les impureses.
Formació: el diòxid de silici fos forma blancs de vidre de quars transparent durant el procés de refredament.
Tractament tèrmic: per alleujar les tensions internes en els blancs, es duen a terme processos com el recuit i l'extinció.
A més, el vidre de quars es pot processar en diverses formes i mides mitjançant tècniques com el tall, la mòlta i el poliment.
Àrees d'aplicació:
A causa de les seves propietats excepcionals, el vidre de quars s'utilitza àmpliament en diversos camps.Les principals àrees d'aplicació inclouen:
Electrònica: el vidre de quars s'utilitza a la indústria electrònica per a la fabricació de paquets de xips de circuits integrats, dispositius òptics d'alt rendiment i tubs de forn d'alta temperatura, entre altres components.
Construcció: serveix com a materials de construcció transparents en la construcció, com ara murs cortina de vidre i vidre aïllant.També s'utilitza per fer claraboies, il·luminació i molt més.
Automoció: el vidre de quars s'utilitza a la indústria de l'automoció per a la fabricació de fars, finestres, taulers de comandament i altres peces per millorar la seguretat de la conducció.
Enginyeria mecànica: s'utilitza sovint com a components en equips de laboratori i instruments de precisió, inclosos instruments òptics i làsers.
Aeroespacial: el vidre de quars troba àmplies aplicacions a l'aeroespacial per a articles com telescopis espacials i components de satèl·lits a causa de les seves excel·lents propietats físiques i químiques adequades per a entorns extrems.
Tipus i formes:
El vidre de quars es pot classificar en dos tipus principals segons els processos de fabricació: vidre de quars fos i vidre de quars sintètic.Pel que fa a l'aparença, es pot dividir en vidre de quars de bloc transparent i productes de vidre de quars processat.El vidre de quars de bloc transparent s'utilitza per fer vidre pla i recipients, mentre que els productes de vidre de quars processat tenen formes i mides específiques que s'aconsegueixen mitjançant el tall, la mòlta, el poliment, etc., com ara fibres òptiques, gresols i tubs de forn.
Avantatges i limitacions:
El vidre de quars ofereix molts avantatges com alta transparència, alta puresa, alta conductivitat tèrmica, baix coeficient d'expansió tèrmica i molt més.Tanmateix, també hi ha algunes limitacions i reptes.El complex procés de fabricació, la necessitat de matèries primeres d'alta puresa i els estrictes requisits de processament donen lloc a uns costos de fabricació més elevats.Malgrat la seva excel·lent estabilitat química, el vidre de quars encara pot patir reaccions químiques a altes temperatures, afectant el seu rendiment i vida útil.A causa de la seva duresa i fragilitat relativament altes, es requereix una cura especial durant el processament i el transport per evitar esquerdes o trencaments.A més, el cost més elevat del vidre de quars restringeix el seu ús en algunes aplicacions.
En què es diferencia el vidre de quars del vidre normal?
El vidre és omnipresent a la nostra vida quotidiana, des de finestres fins a ulleres, passant per diversos contenidors i materials de construcció.Tanmateix, no tot el vidre és igual.Aquest text proporciona una comparació detallada entre el vidre de quars i el vidre comú.
Composició:
El vidre de quars i el vidre comú difereixen significativament en la composició.El vidre de quars es compon principalment de diòxid de silici pur (SiO2), normalment amb una puresa del 99,995% o superior, el que el fa extremadament pur amb impureses mínimes.En canvi, el vidre comú està format per diòxid de silici (SiO2), calci (Ca), sodi (Na), silici (Si) i altres oligoelements.
Puresa:
El vidre de quars té una puresa molt alta, gairebé sense impureses, el que resulta en una excel·lent transmissió de la llum i capacitats de reflexió total de la llum.El vidre comú, a causa de la seva menor puresa i la presència de diverses impureses, ha reduït el rendiment òptic.
Resistència a la calor:
El vidre de quars demostra una resistència a la calor excepcional, amb la capacitat de suportar temperatures extremadament altes, fins a 1200 °C.Això significa que es manté estable en ambients d'alta temperatura sense esquerdes tèrmiques ni deformacions.En canvi, el vidre comú pot experimentar esquerdes tèrmiques o deformacions a altes temperatures.
Transparència:
Gràcies a la seva gran puresa, el vidre de quars té una transmissió de la llum al 100%, el que significa que pot transmetre la llum a totes les longituds d'ona.El vidre comú té una menor transparència a causa de les impureses internes i els factors estructurals que afecten la transmissió de la llum.
Resistència química:
El vidre de quars té una alta resistència a la corrosió química i pràcticament no es veu afectat per la majoria de productes químics.En conseqüència, s'utilitza àmpliament en laboratoris químics i producció industrial.El vidre comú és més susceptible a l'atac químic.
Força i duresa:
El vidre de quars té una gran resistència i duresa, només per darrere del diamant.Això es tradueix en una bona resistència al desgast i resistència a l'impacte.El vidre comú és comparativament més feble.
Procés de producció:
El procés de fabricació del vidre de quars és relativament complex, que implica la fusió i el refredament a alta temperatura.A causa de la seva gran puresa, és necessari un estricte control de qualitat durant la producció.El vidre comú té un procés de fabricació més senzill.
En resum, el vidre de quars i el vidre comú difereixen significativament en termes de composició, puresa, resistència a la calor, transparència, resistència química, resistència, duresa i processos de producció.Depenent de l'aplicació específica, es poden triar diferents tipus de vidre per satisfer diversos requisits.
