شیشه کوارتز نوری در مقابل شیشه معمولی: تفاوت چیست؟

در دنیای تولید شیشه ، دو دسته اصلی وجود دارد که برجسته هستند: شیشه کوارتز نوری و شیشه معمولی. این دو ماده ، در حالی که به ظاهر مشابه هستند ، دارای خواص متمایز هستند که باعث می شود آنها برای برنامه های مختلف مناسب باشند. کارخانه ها ، توزیع کنندگان و شرکای کانال اغلب با چالش انتخاب این دو ماده برای کاربردهای مختلف صنعتی روبرو هستند. درک تفاوت بین شیشه کوارتز نوری و شیشه معمولی برای تصمیم گیری های آگاهانه که می تواند بر کیفیت ، دوام و عملکرد محصولات تأثیر بگذارد بسیار مهم است.

این مقاله تحقیقاتی تفاوتهای کلیدی بین شیشه کوارتز و شیشه معمولی را با تمرکز بر ترکیبات شیمیایی آنها ، خصوصیات حرارتی ، خصوصیات نوری و کاربردهای صنعتی نشان می دهد. ما همچنین مزایای استفاده از شیشه کوارتز نوری در صنایع تخصصی مانند اپتیک ، نیمه هادی ها و محیط های درجه حرارت بالا را بررسی خواهیم کرد. در پایان این مقاله ، شما درک کاملی خواهید داشت که کدام ماده برای نیازهای خاص شما مناسب است.

ترکیب شیمیایی

شیشه کوارتز

شیشه کوارتز ، که به عنوان سیلیس ذوب شده نیز شناخته می شود ، تقریباً کاملاً از دی اکسید سیلیکون (SIO₂) تشکیل شده است. این ترکیب با خلوص بالا به آن خواص منحصر به فردی می دهد که در شیشه معمولی یافت نمی شوند. شیشه کوارتز با ذوب سیلیس با خلوص بالا در دماهای بسیار بالا ، به طور معمول بالاتر از 1700 درجه سانتیگراد تولید می شود. نتیجه شیشه ای است که در برابر شوک حرارتی بسیار مقاوم است ، وضوح نوری عالی دارد و از نظر شیمیایی بی اثر است.

عدم وجود ناخالصی در شیشه کوارتز ، آن را برای برنامه هایی که نیاز به دقت و دوام بالا دارند ، ایده آل می کند. به عنوان مثال ، در صنعت نیمه هادی ، از شیشه کوارتز برای توانایی مقاومت در برابر دمای بالا بدون تغییر شکل یا واکنش با مواد شیمیایی استفاده می شود. خلوص آن همچنین آن را به عنوان ماده ای عالی برای لنزهای نوری و ویندوز در سازهای علمی تبدیل می کند.

لیوان

شیشه معمولی ، که به عنوان شیشه آهک سودا نیز شناخته می شود ، از سیلیس (Sio₂) ، اکسید سدیم (Na₂o) و اکسید کلسیم (CAO) تشکیل شده است. این مؤلفه های اضافی نقطه ذوب شیشه را کاهش می دهد و تولید آن را آسان تر و ارزان تر می کند. با این حال ، وجود این ناخالصی ها همچنین مقاومت حرارتی و شیمیایی شیشه را کاهش می دهد.

شیشه آهک سودا به طور گسترده در برنامه های روزمره مانند ویندوز ، بطری ها و وسایل خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. در حالی که ساخت آن مقرون به صرفه و آسان است ، فاقد ویژگی های با کارایی بالا شیشه کوارتز است. به عنوان مثال ، شیشه معمولی بیشتر مستعد ترک خوردگی تحت استرس حرارتی است و برای محیط های درجه حرارت بالا یا شیمیایی تهاجمی مناسب نیست.

خواص حرارتی

شیشه کوارتز

یکی از مهمترین مزایای شیشه کوارتز نوری ، ثبات حرارتی استثنایی آن است. شیشه کوارتز ضریب انبساط حرارتی بسیار کمی دارد ، به این معنی که هنگام قرار گرفتن در معرض تغییرات دما ، گسترش یا انقباض نمی شود. این امر باعث می شود که در برابر شوک حرارتی بسیار مقاوم باشد ، به همین دلیل معمولاً در برنامه های درجه حرارت بالا مانند کوره ها ، لامپ ها و تجهیزات پردازش نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرد.

شیشه کوارتز بدون نرم شدن می تواند دمای تا 1200 درجه سانتیگراد را تحمل کند و آن را برای محیط هایی که گرمای شدید یک عامل است ، ایده آل می کند. توانایی آن در حفظ شکل و خواص خود در دماهای بالا یکی از دلایلی است که در صنایعی که نیاز به دقت و دوام دارند ، ترجیح می دهد.

لیوان

از طرف دیگر ، شیشه معمولی ضریب انبساط حرارتی بسیار بالاتری دارد. این بدان معنی است که در معرض تغییرات سریع دما ، احتمال ترک یا خرد شدن را بیشتر می کند. شیشه معمولی به طور معمول در حدود 600 درجه سانتیگراد نرم می شود و آن را برای کاربردهای درجه حرارت بالا نامناسب می کند.

در حالی که شیشه معمولی برای استفاده روزمره مانند ویندوز و ظروف کافی است ، برای محیط هایی که پایداری حرارتی بسیار مهم است توصیه نمی شود. به عنوان مثال ، در تنظیمات صنعتی که درجه حرارت بالا در آن دخیل است ، شیشه منظم قادر به عملکرد مؤثر نیست.

خصوصیات نوری

شیشه کوارتز

شیشه کوارتز نوری به دلیل وضوح و شفافیت نوری عالی در طیف گسترده ای از طول موج ، از ماوراء بنفش (UV) تا مادون قرمز (IR) مشهور است. این امر آن را به یک ماده ایده آل برای لنزها ، منشور و پنجره های نوری در کاربردهای علمی و صنعتی تبدیل می کند. انتقال زیاد آن از نور اشعه ماوراء بنفش به ویژه در صنایعی مانند فوتولیتوگرافی و درمان اشعه ماوراء بنفش بسیار ارزشمند است.

علاوه بر این ، کوارتز شیشه دارای ضریب شکست کم و پراکندگی حداقل نور است ، که تضمین می کند که عبور از نور از آن متمرکز و بی پروا باقی می ماند. این در برنامه هایی که به نوری دقیق مورد نیاز است ، مانند تلسکوپ ها ، میکروسکوپ ها و سیستم های لیزر بسیار مهم است.

لیوان

شیشه معمولی ، در حالی که شفاف است ، همان سطح وضوح نوری را به عنوان شیشه کوارتز ارائه نمی دهد. دارای ضریب شکست بالاتری و پراکندگی نور بیشتر است که می تواند منجر به تحریف و از بین رفتن کیفیت تصویر شود. علاوه بر این ، شیشه معمولی نور UV را به همان اندازه شیشه کوارتز منتقل نمی کند ، و آن را برای برنامه هایی که به شفافیت UV نیاز دارند ، نامناسب می کند.

برای بیشتر کاربردهای روزمره ، مانند ویندوز و آینه ها ، خصوصیات نوری شیشه معمولی کافی است. با این حال ، برای کاربردهای نوری با دقت بالا ، شیشه کوارتز به دلیل وضوح و حداقل اعوجاج ، انتخاب برتر است.

کاربردهای صنعتی

شیشه کوارتز

خصوصیات منحصر به فرد شیشه کوارتز ، آن را در انواع صنایع پیشرفته با تکنولوژی بالا ضروری می کند. برخی از متداول ترین برنامه ها عبارتند از:

• تولید نیمه هادی: از شیشه کوارتز در تولید ویفرها و سایر اجزای به دلیل پایداری حرارتی بالا و مقاومت شیمیایی آن استفاده می شود.

• اپتیک: کوارتز شیشه در لنزها ، منشور و ویندوزهای نوری به دلیل وضوح عالی نوری و انتقال اشعه ماوراء بنفش استفاده می شود.

• محیط های درجه حرارت بالا: از شیشه کوارتز در کوره ها ، لامپ ها و سایر تجهیزات استفاده می شود که در دماهای شدید کار می کنند.

• ابزارهای علمی: از شیشه کوارتز در تجهیزات آزمایشگاهی مانند لیوان و لوله های آزمایش به دلیل عدم تحرک شیمیایی و مقاومت حرارتی استفاده می شود.

لیوان

شیشه معمولی به طور گسترده در کاربردهای روزمره مانند:

• ویندوز: شیشه معمولی به دلیل قیمت مناسب و سهولت تولید ، معمولاً در ویندوزهای مسکونی و تجاری استفاده می شود.

• ظروف: بطری ها ، کوزه ها و سایر ظروف به دلیل شفافیت و توانایی نگه داشتن مایعات به طور معمول از شیشه معمولی ساخته می شوند.

• آینه ها: از شیشه معمولی به عنوان ماده اصلی آینه ها استفاده می شود که با یک لایه بازتاب پوشش داده می شوند.

در حالی که شیشه معمولی برای این برنامه ها مناسب است ، فاقد ویژگی های با کارایی بالا شیشه کوارتز است و آن را برای مصارف تخصصی صنعتی کمتر ایده آل می کند.

پایان

در پایان ، شیشه کوارتز نوری و شیشه معمولی در صنایع مختلف اهداف مختلفی را ارائه می دهند. شیشه کوارتز با ثبات حرارتی برتر ، وضوح نوری و مقاومت شیمیایی ، ماده انتخابی برای کاربردهای پیشرفته و با درجه حرارت بالا است. شیشه معمولی ، در حالی که مقرون به صرفه تر و راحت تر تولید می شود ، برای استفاده های روزمره مانند ویندوز و ظروف مناسب تر است.