| Allgemeines | |
|---|---|
| Наименование | Кварцевое стекло |
| Andere Namen | fused silica, Quartzglas, Kieselglas |
| Формула | SiO2 |
| Kurzbeschreibung | Glas aus reinem SiO2 |
| Eigenschaften | |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Dichte | 2201 kg/m³ |
| Zugfestigkeit (stark abh. v. Gestalt) | ca. 50 N/mm² |
| Verunreinigungen | typ. 10-1000 ppm |
| Optische Eigenschaften | |
| Transmission | 160-3500 nm |
| Brechzahl | 1,46 |
| Brewsterwinkel | 55,58 ° |
| Thermische Eigenschaften | |
| Wärmeausdehnungskoeffizient 0 … 600 °C | 0,54 10-6 K-1[1] |
| Spezifische Wärmekapazität 0 … 900 °C | 1052 J/(kg K)[1] |
| Wärmeleitfähigkeit (20°C) | 1,38 W/(m K)[1] |
| Wärmeleitfähigkeit (2000 °C) | 15 W/(m K) |
| Transformationspunkt | 1130 °C |
| Erweichungstemperatur | 1585 °C[2] |
| Verarbeitungstemperatur | >2000 °C |
| Siedepunkt | 2230 °C |
Кварцевое стекло, однокомпонентное стекло, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния.
Виды
Различают два вида промышленного кварцевого стекла: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность кварцевому стеклу придает большое количество распределенных в нем 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.
Непрозрачное кварцевое стекло часто служит сырьем для производства термостойкого огнеупорного материала — кварцевой керамики.
Свойства
- Обладает наименьшим, среди стекол на основе SiO2, показателем преломления (nD = 1,4584) и наибольшим свето-пропусканием, особенно для ультрафиолетовых лучей.
- Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1*10-7 (в диапазоне температур от 20 до 14000С).
- Температура размягчения кварцевого стекла 1400 °C.
- Кварцевое стекло — хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °С—10-14 — 10-16ом-1м-1, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °C и частоте 106гц — 0,0025—0,0006.
Применение
Кварцевое стекло применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям.В производстве термостойких огнеупорных материалов. Чрезвычайно широкое распространение получили кварцевые стабилизаторы частоты для наручных, стационарных часов и для таймеров реального времени в цифровой технике. Правда в этом случае используют не кварцевое стекло, а кристаллы кварца, распиленные специальным образом.
Оптические свойства
Дисперсия кварцевого стекла приближенно может быть описана формулой Селлмейера:
- ε=1+a1λ2λ2−l12+a2λ2λ2−l22+a3λ2λ2−l32,{displaystyle varepsilon =1+{frac {a_{1}lambda ^{2}}{lambda ^{2}-l_{1}^{2}}}+{frac {a_{2}lambda ^{2}}{lambda ^{2}-l_{2}^{2}}}+{frac {a_{3}lambda ^{2}}{lambda ^{2}-l_{3}^{2}}},}
где
- a1=0.69616630,l1=0.068404300,{displaystyle a_{1}=0.69616630,quad l_{1}=0.068404300,}
- a2=0.40794260,l2=0.11624140,{displaystyle a_{2}=0.40794260,quad l_{2}=0.11624140,}
- a3=0.89747940,l3=9.8961610,{displaystyle a_{3}=0.89747940,quad l_{3}=9.8961610,}
и длина волны задается в микрометрах.
 |
Это заготовка статьи по химии. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
- ↑ 1 2 3 [1] Produktinformationsseite des Herstellers Heraeus-Quarzglas
- ↑ Zhang, X.R., X. Xu, and A.M. Rubenchik, Simulation of microscale densification during femtosecond laser processing of dielectric materials. Appl. Phys. A: Materials Science & Processing, 2004. 79: p. 945. (Angabe des softening point: 1858K)
