Главная
Статьи





07.11.2022


07.11.2022


07.11.2022


07.11.2022


07.11.2022






Кварцевое стекло

31.10.2022

Кварцевое стекло, плавленый кварц — однокомпонентное стекло из чистого диоксида кремния (SiO2), получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма высокой чистоты — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетического диоксида кремния.

Виды

Различают два вида промышленного кварцевого стекла: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность кварцевому стеклу придаёт 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.

Непрозрачное кварцевое стекло часто служит сырьём для производства теплостойкого огнеупорного материала — кварцевой керамики.

Свойства

  • Обладает наименьшим среди стёкол на основе SiO2 показателем преломления (ne = 1,46008);
  • По сравнению с многокомпонентными силикатными стёклами имеет наиболее широкую спектральную область прозрачности, особенно в ультрафиолетовой части спектра.
  • Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1⋅10−6 К−1 (в диапазоне температур от 20 до 1400 °C).
  • Кварцевое стекло — хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °C — 10−14 — 10−16 Ом−1·м−1, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °C и частоте 1016 Гц — 0,0025—0,0006.

Применение

Кварцевое стекло используют для создания оптических волокон. Его применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. Незначительное количество отрезков кварцевого стекла используется для изготовления линз Френеля. Также применяется в производстве термостойких огнеупорных материалов и космических иллюминаторов.

Оптические свойства

Дисперсия кварцевого стекла приближённо может быть описана формулой Селлмейера

ε = 1 + a 1 λ 2 λ 2 − l 1 2 + a 2 λ 2 λ 2 − l 2 2 + a 3 λ 2 λ 2 − l 3 2 , {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

a 1 = 0,696 16630 , l 1 = 0,068 404300 , {displaystyle a_{1}=0{,}69616630,quad l_{1}=0{,}068404300,} a 2 = 0,407 94260 , l 2 = 0,116 24140 , {displaystyle a_{2}=0{,}40794260,quad l_{2}=0{,}11624140,} a 3 = 0,897 47940 , l 3 = 9,896 1610 , {displaystyle a_{3}=0{,}89747940,quad l_{3}=9{,}8961610,}

и длина волны λ {displaystyle lambda } задаётся в микрометрах.