Especificación:
Propiedades y características clave
1. Transmisión óptica excepcional:
· Amplio rango espectral: Transmite la luz mucho mejor que otras gafas en un amplio espectro, desde el ultravioleta profundo (UV) hasta el infrarrojo cercano (NIR). Su alta transmisión en la región UV es un diferenciador clave.
· Baja Absorción: Tiene muy bajas pérdidas por absorción y dispersión, lo que lo hace ideal para lentes, ventanas y sustratos ópticos.
2. Resistencia térmica extrema:
· Coeficiente de expansión térmica (CTE) muy bajo: el vidrio de cuarzo tiene uno de los CTE más bajos de cualquier material, lo que significa que se expande y contrae mínimamente con los cambios de temperatura. Esto le confiere una excelente resistencia al choque térmico: puede calentarse a temperaturas al rojo vivo y luego sumergirse en agua sin agrietarse.
3. Alta pureza y estabilidad química:
· Es inherentemente inerte y resistente a la corrosión por la mayoría de los ácidos, sales y disolventes orgánicos. Esto lo hace perfecto para su uso en entornos químicos agresivos y procesamiento de semiconductores donde se debe evitar la contaminación.
4. Excelente aislamiento eléctrico:
· Tiene alta rigidez dieléctrica y baja conductividad eléctrica, incluso a temperaturas elevadas, lo que lo convierte en un excelente aislante eléctrico.
5. Umbral alto de daño por láser:
· La sílice fundida sintética es altamente resistente al daño causado por rayos láser de alta potencia, lo cual es fundamental para la óptica láser y los componentes de los sistemas de litografía.
Tipos de vidrio de cuarzo
· Tipo I: Producido por fusión de cristales de cuarzo natural. Contiene trazas de impurezas metálicas pero tiene excelentes propiedades térmicas y de transmisión de rayos UV.
· Tipo II: Producido por la fusión de arena de cuarzo natural. Contiene más impurezas y burbujas que el Tipo I.
· Tipo III: Sílice fundida sintética, obtenida por hidrólisis a la llama de tetracloruro de silicio (SiCl₄). Ofrece la mayor pureza y una transmisión UV superior con burbujas e inclusiones mínimas. Este es el grado más crítico para semiconductores y óptica avanzada.
· Tipo IV: Sílice fundida sintética obtenida mediante un proceso de oxidación por plasma. Similar en pureza al Tipo III.
Aplicaciones primarias
El vidrio de cuarzo es un material fundamental en numerosas tecnologías avanzadas:
1. Fabricación de semiconductores: Su aplicación más significativa. Se utiliza para componentes cruciales en herramientas de litografía, que incluyen:
· Sustratos de fotomáscara: Para modelar obleas de silicio.
· Lentes Ópticas y Ventanas: En steppers y escáneres.
· Tubos de Horno de Difusión y Barcos de Obleas: Para procesos de oxidación, difusión y recocido a alta temperatura debido a su pureza y estabilidad térmica.
· Cámaras de grabado y campanas de vidrio: para sistemas de grabado por plasma y deposición química de vapor (CVD).
2. Óptica y Fotónica:
· Transmisión UV: Lentes, prismas y ventanas para lámparas UV, sistemas de curado UV y espectroscopía UV.
· Óptica Láser: Sustratos y componentes para sistemas láser de alta potencia.
· Fibra Óptica: El material central de las fibras ópticas.
3. Iluminación:
· Envolturas para lámparas de descarga de alta intensidad (HID), lámparas halógenas y lámparas UV (por ejemplo, vapor de mercurio). Puede soportar altas temperaturas de funcionamiento y transmite la luz ultravioleta de manera eficiente.
4. Equipos químicos y de laboratorio:
· Crisoles, tanques, tuberías y mirillas para el manejo de materiales corrosivos a altas temperaturas.
5. Aeroespacial y Astronomía:
· Ventanas para naves espaciales, satélites y telescopios por su estabilidad y claridad óptica.
Comparación con otras gafas
Propiedad Vidrio de cuarzo (sílice fundida) Vidrio de borosilicato (p. ej., Pyrex) Vidrio de cal sodada
Punto de reblandecimiento Muy alto (~1660°C) Alto (~820°C) Bajo (~700°C)
CTE Extremadamente bajo (0,55 x 10⁻⁶/K) Bajo (3,3 x 10⁻⁶/K) Alto (9 x 10⁻⁶/K)
Transmisión UV Excelente (hasta ~185 nm) Deficiente (se corta la radiación UV) Muy deficiente
Costo Alto Moderado Muy Bajo
En resumen, el vidrio de cuarzo es un material de ingeniería de primer nivel elegido para las aplicaciones más exigentes donde la claridad óptica, la resistencia al choque térmico, la pureza química y la estabilidad a altas temperaturas no son negociables. Es el material que permite la fabricación de microchips modernos y una amplia gama de otros productos de alta tecnología.
Ventana de vidrio transparente
Lente óptica
Prisma óptico
Lente ensamblada
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