คุณรู้หรือไม่ว่าแก้วควอทซ์โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ตามรูปลักษณ์และคุณสมบัติการส่งผ่านแสง:แก้วควอทซ์โปร่งใสและแก้วควอทซ์ทึบแสง? การจำแนกประเภทนี้สะท้อนให้เห็นในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรมและในมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เช่น JC/T 2205—2014 และ GB/T 42800—2023
อะไรคือความแตกต่างระหว่างควอตซ์ใส น้ำนมควอตซ์ และควอตซ์สีดำ? การใช้งานโดยทั่วไปมีอะไรบ้าง และควรเลือกวัสดุที่เหมาะสมอย่างไร?
แม้ว่าวัสดุทั้งสามชนิดจะอยู่ในตระกูลซิลิกาอสัณฐาน แต่ความแตกต่างในโครงสร้างและองค์ประกอบของกล้องจุลทรรศน์ทำให้มีความสามารถในการควบคุมแสงและความร้อนที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
ในแง่ง่ายๆ:
แก้วควอตซ์ใสมีโครงสร้างภายในหนาแน่น โดยมีฟองอากาศและสิ่งเจือปนในระดับต่ำมาก ในผลิตภัณฑ์ควอตซ์สังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูงบางชนิด ความเข้มข้นของสารเจือปนอาจถึงระดับ ppb ซึ่งหมายถึงเพียงไม่กี่ส่วนในพันล้านส่วน
ความสม่ำเสมอของการฉายแสงที่ยอดเยี่ยมและความหนาแน่นของข้อบกพร่องที่ต่ำมากเป็นรากฐานสำหรับการใช้งานด้านออปติกที่มีความแม่นยำ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการที่มีความบริสุทธิ์สูง
ลักษณะคล้ายน้ำนมของควอตซ์ทึบแสงส่วนใหญ่เกิดจากฟองอากาศขนาดไมครอนที่มีการกระจายสม่ำเสมอจำนวนมากภายในวัสดุ
เมื่อแสงเข้าสู่ควอตซ์ แสงจะกระจัดกระจายอย่างรุนแรงและสะท้อนไปที่ส่วนต่อระหว่างฟองอากาศกับเมทริกซ์ซิลิกา สิ่งนี้จะขัดขวางเส้นทางการส่งสัญญาณโดยตรงและทำให้วัสดุมีลักษณะเป็นสีขาวนวลและทึบแสง
โดยทั่วไปมิลค์กี้ควอตซ์ผลิตจากทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงรวมกับสารทำให้เกิดฟองในปริมาณที่ควบคุมได้
ควอตซ์สีดำมีลักษณะเป็นสีดำลึกและมีความทึบแสงเป็นหลัก
โดยทั่วไปผลิตขึ้นโดยการเติมวัตถุดิบควอตซ์อย่างแม่นยำด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น ธาตุซิลิกอนหรือ TiO₂ สารเจือปนเหล่านี้สร้างโครงสร้างจุลภาคเฉพาะที่มีการดูดกลืนแสงสูงตลอดช่วงความยาวคลื่นที่เลือก ช่วยให้วัสดุดูดซับแสงตกกระทบแทนที่จะส่งผ่านหรือสะท้อนกลับ
แก้วควอทซ์ทั้งสามประเภทมีพฤติกรรมแตกต่างกันมากในสภาพแวดล้อมทางแสงและความร้อน สามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพได้ในแง่ของการส่งผ่านแสง การดูดกลืนแสง และกลไกการจัดการความร้อน
เคลียร์ควอตซ์:
เคลียร์ควอตซ์มีการส่งผ่านสูงในบริเวณอัลตราไวโอเลต ที่มองเห็นได้ และบริเวณที่มีอินฟราเรดใกล้ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการสังเกตด้วยแสง การส่งผ่านแสง หรือการถ่ายโอนพลังงานรังสี
มิลค์กี้ควอตซ์:
มิลค์กี้ควอตซ์เป็นวัสดุที่มีการกระเจิงแสงที่แข็งแกร่ง ความสามารถในการกระจายของมันขึ้นอยู่กับขนาดของฟอง ความหนาแน่นของฟอง และความหนาของวัสดุเป็นหลัก
ควอตซ์สีดำ:
ควอตซ์สีดำไม่มีการส่งผ่านแสงและมีอัตราการดูดกลืนแสงสูง ผลิตภัณฑ์ควอทซ์สีดำบางชนิดที่มีความหนา 3 มม. สามารถดูดซับรังสีได้มากกว่า 95% จากรังสีอัลตราไวโอเลตไปจนถึงช่วงอินฟราเรดคลื่นกลาง
เคลียร์ควอตซ์:
ควอตซ์ใสมีค่าการนำความร้อนประมาณ 1.4 W/(m·K) เหมาะสำหรับการใช้งานที่ความร้อนทั้งแสงและรังสีต้องผ่านวัสดุ
มิลค์กี้ควอตซ์:
มิลค์กี้ควอตซ์ช่วยลดการถ่ายเทความร้อนจากการแผ่รังสีโดยการกระจายและสะท้อนรังสีอินฟราเรดผ่านไมโครบับเบิลภายใน ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับชั้นฉนวนกันความร้อน แผ่นป้องกันความร้อน และแผงกั้นรังสี
ควอตซ์สีดำ:
ควอตซ์สีดำมีค่าการนำความร้อนประมาณ 1.65 W/(m·K) ซึ่งยังคงต่ำเมื่อเทียบกับโลหะและวัสดุโครงสร้างหลายชนิด นอกจากนี้ยังมีการดูดกลืนแสงสูงและการปล่อยความร้อนสูง
การรวมกันของการดูดซับสูง การแผ่รังสีสูง และการนำความร้อนที่ค่อนข้างต่ำทำให้ควอตซ์สีดำสามารถดูดซับรังสีที่ตกกระทบและกระจายพลังงานใหม่ผ่านการแผ่รังสีความร้อนอีกครั้ง ซึ่งช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิและลดจุดร้อนเฉพาะที่
โดยทั่วไปความต้านทานต่ออุณหภูมิของวัสดุทั้ง 3 ชนิดสามารถสรุปได้ดังนี้
ควอตซ์สีดำ > ควอตซ์ใส ≥ ควอตซ์น้ำนม
ควอตซ์สีดำ:
จุดอ่อนตัวของวัสดุควอตซ์สีดำที่เจือเป็นพิเศษบางชนิดอาจมีอุณหภูมิประมาณ 2,000°C ในอุปกรณ์การประมวลผลความร้อนเซมิคอนดักเตอร์ ควอตซ์สีดำใช้สำหรับฝาครอบองค์ประกอบความร้อน แผ่นป้องกัน แผ่นรองรับแผ่นเวเฟอร์ และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่สูงมากและการแผ่รังสีความร้อนที่รุนแรง
เคลียร์ควอตซ์:
โดยทั่วไปอุณหภูมิในการทำงานในระยะยาวที่แนะนำคือประมาณ 1,100°C ในขณะที่อุณหภูมิการสัมผัสในระยะสั้นอาจสูงถึงประมาณ 1,200°C
เมื่อแก้วควอตซ์สัมผัสกับอุณหภูมิสูงกว่า 1,100°C อย่างต่อเนื่อง ความเสี่ยงของการตกผลึกและการสูญเสียน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงการใช้งานเป็นเวลานานกว่าอุณหภูมิที่แนะนำ
มิลค์กี้ควอตซ์:
ซิลิกาเมทริกซ์ของมิลกี้ควอตซ์มีความคล้ายคลึงกับควอตซ์ใส อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวัสดุประกอบด้วยฟองสบู่ขนาดเล็กจำนวนมาก การทำความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วจึงสามารถสร้างความเครียดจากความร้อนที่เข้มข้นรอบๆ ฟองอากาศได้ และเพิ่มความเป็นไปได้ที่จะเกิดการแตกร้าว
ความต้านทานต่ออุณหภูมิในระยะยาวและประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยทั่วไปจึงต่ำกว่าควอตซ์ใสและควอตซ์สีดำคุณภาพสูง
ในอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และเซมิคอนดักเตอร์ ค่าปฐมภูมิของมิลกี้ควอทซ์ไม่ใช่เพียงแต่สามารถบังแสงที่มองเห็นได้ หรือทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าเท่านั้น หน้าที่หลักคือการสะท้อนรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากห้องทำความร้อน
เมื่อใช้ในแผงฉนวน ปลั๊กเตา และหน้าแปลนห้องปฏิกิริยา มิลกี้ควอตซ์จะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันความร้อนทางกายภาพ
อันดับความบริสุทธิ์โดยทั่วไปคือ:
ควอตซ์ใส > ควอตซ์สีดำ > มิลกี้ควอตซ์
เคลียร์ควอตซ์:
ความบริสุทธิ์ของซิลิกาของควอตซ์ใสโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 99.99% ถึง 99.9999% ความบริสุทธิ์สูงนี้จำเป็นสำหรับวัสดุเกรดออปติคอลและเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลิตภัณฑ์ควอตซ์สังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูงบางชนิดสามารถบรรลุความเข้มข้นของสารเจือปนที่ระดับ ppb
ควอตซ์สีดำ:
แม้ว่าส่วนประกอบเชิงฟังก์ชัน เช่น ธาตุซิลิกอนและ TiO₂ จะถูกใส่เข้าไปในควอตซ์สีดำโดยเจตนา แต่ส่วนประกอบเหล่านั้นจะถูกควบคุมด้วยสารเจือปนในกระบวนการ แทนที่จะเป็นสิ่งเจือปนที่ไม่สามารถควบคุมได้ ในบางผลิตภัณฑ์ ปริมาณสารเจือปนสามารถรักษาได้ต่ำกว่า 17.5 ppm
มิลค์กี้ควอตซ์:
เนื่องจากสารทำให้เกิดฟองถูกนำมาใช้เพื่อสร้างฟองอากาศขนาดไมครอนในปริมาณมาก การควบคุมสิ่งเจือปนทั้งหมดจึงมีความท้าทายมากขึ้น ในบางผลิตภัณฑ์ สามารถรักษาปริมาณสิ่งเจือปนทั้งหมดไว้ที่หรือต่ำกว่า 30 ppm
ควอตซ์ใสอาจผลิตจากทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือวัตถุดิบตั้งต้นที่ทำจากซิลิกอนสังเคราะห์
วิธีการผลิตทั่วไป ได้แก่ ฟิวชันไฟฟ้า ฟิวชันเปลวไฟ และการสะสมไอสารเคมีโดยใช้ซิลิคอนเตตระคลอไรด์เป็นสารตั้งต้น
วัตถุดิบและกระบวนการผลิตที่เลือกส่งผลโดยตรงต่อความบริสุทธิ์ ปริมาณไฮดรอกซิล ความเข้มข้นของฟอง การส่งผ่านสเปกตรัม และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง
โดยทั่วไปมิลค์กี้ควอตซ์ผลิตจากทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงรวมกับสารทำให้เกิดฟอง วิธีการผลิตโดยทั่วไป ได้แก่ การหล่อแบบสลิปตามด้วยการเผาผนึกโซลิดสเตตหรือฟิวชันด้วยไฟฟ้า
ในระหว่างการผลิต ขนาด จำนวน และการกระจายของฟองอากาศจะต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ความทึบแสง การสะท้อนแสงอินฟราเรด และประสิทธิภาพฉนวนความร้อนตามที่ต้องการ
ควอตซ์สีดำผลิตโดยการเพิ่มสีที่ใช้งานได้จริงหรือส่วนประกอบที่ดูดซับแสงลงในวัตถุดิบของควอตซ์อย่างแม่นยำ ตามด้วยการหลอมด้วยไฟฟ้าหรือการเผาผนึกในบรรยากาศที่มีการควบคุมเป็นพิเศษ
ด้วยการควบคุมองค์ประกอบของสารเจือปน อุณหภูมิในการประมวลผล และบรรยากาศของเตาเผา ผู้ผลิตจึงสามารถได้รูปลักษณ์สีดำที่มั่นคง การดูดกลืนแสงสูง และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงที่เชื่อถือได้
เคลียร์ควอตซ์ใช้กันอย่างแพร่หลายใน:
มันสามารถผลิตเป็นท่อ แผ่น แท่ง วงแหวน เรือ หน้าแปลน ภาชนะ และส่วนประกอบที่กำหนดเองที่ซับซ้อน ซึ่งให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบอย่างมาก
มิลค์กี้ควอตซ์มักใช้ใน:
ควอตซ์สีดำมักใช้ใน:
6. มาตรฐานและเกรด
ควอตซ์ใสและสีน้ำนมมีระบบการกำหนดมาตรฐานที่ค่อนข้างดี อย่างไรก็ตาม ควอตซ์สีดำยังคงได้รับการประเมินตามมาตรฐานภายในของผู้ผลิตและข้อตกลงทางเทคนิคเฉพาะการใช้งานเป็นหลัก
แก้วควอทซ์แสงแบบโปร่งใสอาจจัดประเภทและประเมินตาม JC/T 185—2013แก้วควอตซ์ออปติคัล.
ขึ้นอยู่กับลักษณะการส่งผ่านสเปกตรัม:
ประสิทธิภาพการส่งผ่านของหลอดควอทซ์ใสอาจประเมินได้โดยใช้เส้นโค้งการส่งผ่านสเปกตรัม ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว JGS2 จะแสดงด้วยเส้นสีเขียว
ผลิตภัณฑ์มิลค์กี้ควอตซ์อาจได้รับการประเมินตาม GB/T 42800—2023 ซึ่งครอบคลุมการใช้งานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นหลัก และแยกความแตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์เกรดเซมิคอนดักเตอร์และเกรดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
ผลิตภัณฑ์ควอทซ์น้ำนมแบบดั้งเดิมบางชนิดยังคงอ้างอิงถึง JC/T 182—1997
เนื่องจากควอตซ์สีดำมีเกณฑ์การผลิตที่สูง และข้อกำหนดการใช้งานจึงแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของการดูดซับ การแผ่รังสี ความบริสุทธิ์ และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง จึงยังไม่มีการกำหนดมาตรฐานแห่งชาติแบบครบวงจรโดยเฉพาะ
ในทางปฏิบัติ โดยทั่วไปแล้ว ผลิตภัณฑ์จะได้รับการประเมินตามมาตรฐานองค์กรของซัพพลายเออร์รายใหญ่ เช่น Heraeus รวมถึงซีรีส์ HBQ®, Feilihua และ Pacific Quartz หรือตามข้อกำหนดทางเทคนิคที่พัฒนาขึ้นสำหรับอุปกรณ์เฉพาะและสภาวะการทำงาน
การเลือกแก้วควอตซ์ที่เหมาะสมนั้นเป็นกระบวนการในการควบคุมแสงและความร้อนอย่างแม่นยำ
ไม่มีวัสดุทั้งสามชนิดใดที่เหนือกว่าในระดับสากล ตัวเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่ตรงกับสภาพแวดล้อมการทำงานจริงมากน้อยเพียงใด
คุณรู้หรือไม่ว่าแก้วควอทซ์โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ตามรูปลักษณ์และคุณสมบัติการส่งผ่านแสง:แก้วควอทซ์โปร่งใสและแก้วควอทซ์ทึบแสง? การจำแนกประเภทนี้สะท้อนให้เห็นในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรมและในมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เช่น JC/T 2205—2014 และ GB/T 42800—2023
อะไรคือความแตกต่างระหว่างควอตซ์ใส น้ำนมควอตซ์ และควอตซ์สีดำ? การใช้งานโดยทั่วไปมีอะไรบ้าง และควรเลือกวัสดุที่เหมาะสมอย่างไร?
แม้ว่าวัสดุทั้งสามชนิดจะอยู่ในตระกูลซิลิกาอสัณฐาน แต่ความแตกต่างในโครงสร้างและองค์ประกอบของกล้องจุลทรรศน์ทำให้มีความสามารถในการควบคุมแสงและความร้อนที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
ในแง่ง่ายๆ:
แก้วควอตซ์ใสมีโครงสร้างภายในหนาแน่น โดยมีฟองอากาศและสิ่งเจือปนในระดับต่ำมาก ในผลิตภัณฑ์ควอตซ์สังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูงบางชนิด ความเข้มข้นของสารเจือปนอาจถึงระดับ ppb ซึ่งหมายถึงเพียงไม่กี่ส่วนในพันล้านส่วน
ความสม่ำเสมอของการฉายแสงที่ยอดเยี่ยมและความหนาแน่นของข้อบกพร่องที่ต่ำมากเป็นรากฐานสำหรับการใช้งานด้านออปติกที่มีความแม่นยำ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการที่มีความบริสุทธิ์สูง
ลักษณะคล้ายน้ำนมของควอตซ์ทึบแสงส่วนใหญ่เกิดจากฟองอากาศขนาดไมครอนที่มีการกระจายสม่ำเสมอจำนวนมากภายในวัสดุ
เมื่อแสงเข้าสู่ควอตซ์ แสงจะกระจัดกระจายอย่างรุนแรงและสะท้อนไปที่ส่วนต่อระหว่างฟองอากาศกับเมทริกซ์ซิลิกา สิ่งนี้จะขัดขวางเส้นทางการส่งสัญญาณโดยตรงและทำให้วัสดุมีลักษณะเป็นสีขาวนวลและทึบแสง
โดยทั่วไปมิลค์กี้ควอตซ์ผลิตจากทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงรวมกับสารทำให้เกิดฟองในปริมาณที่ควบคุมได้
ควอตซ์สีดำมีลักษณะเป็นสีดำลึกและมีความทึบแสงเป็นหลัก
โดยทั่วไปผลิตขึ้นโดยการเติมวัตถุดิบควอตซ์อย่างแม่นยำด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น ธาตุซิลิกอนหรือ TiO₂ สารเจือปนเหล่านี้สร้างโครงสร้างจุลภาคเฉพาะที่มีการดูดกลืนแสงสูงตลอดช่วงความยาวคลื่นที่เลือก ช่วยให้วัสดุดูดซับแสงตกกระทบแทนที่จะส่งผ่านหรือสะท้อนกลับ
แก้วควอทซ์ทั้งสามประเภทมีพฤติกรรมแตกต่างกันมากในสภาพแวดล้อมทางแสงและความร้อน สามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพได้ในแง่ของการส่งผ่านแสง การดูดกลืนแสง และกลไกการจัดการความร้อน
เคลียร์ควอตซ์:
เคลียร์ควอตซ์มีการส่งผ่านสูงในบริเวณอัลตราไวโอเลต ที่มองเห็นได้ และบริเวณที่มีอินฟราเรดใกล้ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการสังเกตด้วยแสง การส่งผ่านแสง หรือการถ่ายโอนพลังงานรังสี
มิลค์กี้ควอตซ์:
มิลค์กี้ควอตซ์เป็นวัสดุที่มีการกระเจิงแสงที่แข็งแกร่ง ความสามารถในการกระจายของมันขึ้นอยู่กับขนาดของฟอง ความหนาแน่นของฟอง และความหนาของวัสดุเป็นหลัก
ควอตซ์สีดำ:
ควอตซ์สีดำไม่มีการส่งผ่านแสงและมีอัตราการดูดกลืนแสงสูง ผลิตภัณฑ์ควอทซ์สีดำบางชนิดที่มีความหนา 3 มม. สามารถดูดซับรังสีได้มากกว่า 95% จากรังสีอัลตราไวโอเลตไปจนถึงช่วงอินฟราเรดคลื่นกลาง
เคลียร์ควอตซ์:
ควอตซ์ใสมีค่าการนำความร้อนประมาณ 1.4 W/(m·K) เหมาะสำหรับการใช้งานที่ความร้อนทั้งแสงและรังสีต้องผ่านวัสดุ
มิลค์กี้ควอตซ์:
มิลค์กี้ควอตซ์ช่วยลดการถ่ายเทความร้อนจากการแผ่รังสีโดยการกระจายและสะท้อนรังสีอินฟราเรดผ่านไมโครบับเบิลภายใน ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับชั้นฉนวนกันความร้อน แผ่นป้องกันความร้อน และแผงกั้นรังสี
ควอตซ์สีดำ:
ควอตซ์สีดำมีค่าการนำความร้อนประมาณ 1.65 W/(m·K) ซึ่งยังคงต่ำเมื่อเทียบกับโลหะและวัสดุโครงสร้างหลายชนิด นอกจากนี้ยังมีการดูดกลืนแสงสูงและการปล่อยความร้อนสูง
การรวมกันของการดูดซับสูง การแผ่รังสีสูง และการนำความร้อนที่ค่อนข้างต่ำทำให้ควอตซ์สีดำสามารถดูดซับรังสีที่ตกกระทบและกระจายพลังงานใหม่ผ่านการแผ่รังสีความร้อนอีกครั้ง ซึ่งช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิและลดจุดร้อนเฉพาะที่
โดยทั่วไปความต้านทานต่ออุณหภูมิของวัสดุทั้ง 3 ชนิดสามารถสรุปได้ดังนี้
ควอตซ์สีดำ > ควอตซ์ใส ≥ ควอตซ์น้ำนม
ควอตซ์สีดำ:
จุดอ่อนตัวของวัสดุควอตซ์สีดำที่เจือเป็นพิเศษบางชนิดอาจมีอุณหภูมิประมาณ 2,000°C ในอุปกรณ์การประมวลผลความร้อนเซมิคอนดักเตอร์ ควอตซ์สีดำใช้สำหรับฝาครอบองค์ประกอบความร้อน แผ่นป้องกัน แผ่นรองรับแผ่นเวเฟอร์ และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่สูงมากและการแผ่รังสีความร้อนที่รุนแรง
เคลียร์ควอตซ์:
โดยทั่วไปอุณหภูมิในการทำงานในระยะยาวที่แนะนำคือประมาณ 1,100°C ในขณะที่อุณหภูมิการสัมผัสในระยะสั้นอาจสูงถึงประมาณ 1,200°C
เมื่อแก้วควอตซ์สัมผัสกับอุณหภูมิสูงกว่า 1,100°C อย่างต่อเนื่อง ความเสี่ยงของการตกผลึกและการสูญเสียน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงการใช้งานเป็นเวลานานกว่าอุณหภูมิที่แนะนำ
มิลค์กี้ควอตซ์:
ซิลิกาเมทริกซ์ของมิลกี้ควอตซ์มีความคล้ายคลึงกับควอตซ์ใส อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวัสดุประกอบด้วยฟองสบู่ขนาดเล็กจำนวนมาก การทำความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วจึงสามารถสร้างความเครียดจากความร้อนที่เข้มข้นรอบๆ ฟองอากาศได้ และเพิ่มความเป็นไปได้ที่จะเกิดการแตกร้าว
ความต้านทานต่ออุณหภูมิในระยะยาวและประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยทั่วไปจึงต่ำกว่าควอตซ์ใสและควอตซ์สีดำคุณภาพสูง
ในอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และเซมิคอนดักเตอร์ ค่าปฐมภูมิของมิลกี้ควอทซ์ไม่ใช่เพียงแต่สามารถบังแสงที่มองเห็นได้ หรือทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าเท่านั้น หน้าที่หลักคือการสะท้อนรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากห้องทำความร้อน
เมื่อใช้ในแผงฉนวน ปลั๊กเตา และหน้าแปลนห้องปฏิกิริยา มิลกี้ควอตซ์จะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันความร้อนทางกายภาพ
อันดับความบริสุทธิ์โดยทั่วไปคือ:
ควอตซ์ใส > ควอตซ์สีดำ > มิลกี้ควอตซ์
เคลียร์ควอตซ์:
ความบริสุทธิ์ของซิลิกาของควอตซ์ใสโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 99.99% ถึง 99.9999% ความบริสุทธิ์สูงนี้จำเป็นสำหรับวัสดุเกรดออปติคอลและเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลิตภัณฑ์ควอตซ์สังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูงบางชนิดสามารถบรรลุความเข้มข้นของสารเจือปนที่ระดับ ppb
ควอตซ์สีดำ:
แม้ว่าส่วนประกอบเชิงฟังก์ชัน เช่น ธาตุซิลิกอนและ TiO₂ จะถูกใส่เข้าไปในควอตซ์สีดำโดยเจตนา แต่ส่วนประกอบเหล่านั้นจะถูกควบคุมด้วยสารเจือปนในกระบวนการ แทนที่จะเป็นสิ่งเจือปนที่ไม่สามารถควบคุมได้ ในบางผลิตภัณฑ์ ปริมาณสารเจือปนสามารถรักษาได้ต่ำกว่า 17.5 ppm
มิลค์กี้ควอตซ์:
เนื่องจากสารทำให้เกิดฟองถูกนำมาใช้เพื่อสร้างฟองอากาศขนาดไมครอนในปริมาณมาก การควบคุมสิ่งเจือปนทั้งหมดจึงมีความท้าทายมากขึ้น ในบางผลิตภัณฑ์ สามารถรักษาปริมาณสิ่งเจือปนทั้งหมดไว้ที่หรือต่ำกว่า 30 ppm
ควอตซ์ใสอาจผลิตจากทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือวัตถุดิบตั้งต้นที่ทำจากซิลิกอนสังเคราะห์
วิธีการผลิตทั่วไป ได้แก่ ฟิวชันไฟฟ้า ฟิวชันเปลวไฟ และการสะสมไอสารเคมีโดยใช้ซิลิคอนเตตระคลอไรด์เป็นสารตั้งต้น
วัตถุดิบและกระบวนการผลิตที่เลือกส่งผลโดยตรงต่อความบริสุทธิ์ ปริมาณไฮดรอกซิล ความเข้มข้นของฟอง การส่งผ่านสเปกตรัม และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง
โดยทั่วไปมิลค์กี้ควอตซ์ผลิตจากทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงรวมกับสารทำให้เกิดฟอง วิธีการผลิตโดยทั่วไป ได้แก่ การหล่อแบบสลิปตามด้วยการเผาผนึกโซลิดสเตตหรือฟิวชันด้วยไฟฟ้า
ในระหว่างการผลิต ขนาด จำนวน และการกระจายของฟองอากาศจะต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ความทึบแสง การสะท้อนแสงอินฟราเรด และประสิทธิภาพฉนวนความร้อนตามที่ต้องการ
ควอตซ์สีดำผลิตโดยการเพิ่มสีที่ใช้งานได้จริงหรือส่วนประกอบที่ดูดซับแสงลงในวัตถุดิบของควอตซ์อย่างแม่นยำ ตามด้วยการหลอมด้วยไฟฟ้าหรือการเผาผนึกในบรรยากาศที่มีการควบคุมเป็นพิเศษ
ด้วยการควบคุมองค์ประกอบของสารเจือปน อุณหภูมิในการประมวลผล และบรรยากาศของเตาเผา ผู้ผลิตจึงสามารถได้รูปลักษณ์สีดำที่มั่นคง การดูดกลืนแสงสูง และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงที่เชื่อถือได้
เคลียร์ควอตซ์ใช้กันอย่างแพร่หลายใน:
มันสามารถผลิตเป็นท่อ แผ่น แท่ง วงแหวน เรือ หน้าแปลน ภาชนะ และส่วนประกอบที่กำหนดเองที่ซับซ้อน ซึ่งให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบอย่างมาก
มิลค์กี้ควอตซ์มักใช้ใน:
ควอตซ์สีดำมักใช้ใน:
6. มาตรฐานและเกรด
ควอตซ์ใสและสีน้ำนมมีระบบการกำหนดมาตรฐานที่ค่อนข้างดี อย่างไรก็ตาม ควอตซ์สีดำยังคงได้รับการประเมินตามมาตรฐานภายในของผู้ผลิตและข้อตกลงทางเทคนิคเฉพาะการใช้งานเป็นหลัก
แก้วควอทซ์แสงแบบโปร่งใสอาจจัดประเภทและประเมินตาม JC/T 185—2013แก้วควอตซ์ออปติคัล.
ขึ้นอยู่กับลักษณะการส่งผ่านสเปกตรัม:
ประสิทธิภาพการส่งผ่านของหลอดควอทซ์ใสอาจประเมินได้โดยใช้เส้นโค้งการส่งผ่านสเปกตรัม ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว JGS2 จะแสดงด้วยเส้นสีเขียว
ผลิตภัณฑ์มิลค์กี้ควอตซ์อาจได้รับการประเมินตาม GB/T 42800—2023 ซึ่งครอบคลุมการใช้งานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นหลัก และแยกความแตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์เกรดเซมิคอนดักเตอร์และเกรดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
ผลิตภัณฑ์ควอทซ์น้ำนมแบบดั้งเดิมบางชนิดยังคงอ้างอิงถึง JC/T 182—1997
เนื่องจากควอตซ์สีดำมีเกณฑ์การผลิตที่สูง และข้อกำหนดการใช้งานจึงแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของการดูดซับ การแผ่รังสี ความบริสุทธิ์ และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง จึงยังไม่มีการกำหนดมาตรฐานแห่งชาติแบบครบวงจรโดยเฉพาะ
ในทางปฏิบัติ โดยทั่วไปแล้ว ผลิตภัณฑ์จะได้รับการประเมินตามมาตรฐานองค์กรของซัพพลายเออร์รายใหญ่ เช่น Heraeus รวมถึงซีรีส์ HBQ®, Feilihua และ Pacific Quartz หรือตามข้อกำหนดทางเทคนิคที่พัฒนาขึ้นสำหรับอุปกรณ์เฉพาะและสภาวะการทำงาน
การเลือกแก้วควอตซ์ที่เหมาะสมนั้นเป็นกระบวนการในการควบคุมแสงและความร้อนอย่างแม่นยำ
ไม่มีวัสดุทั้งสามชนิดใดที่เหนือกว่าในระดับสากล ตัวเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่ตรงกับสภาพแวดล้อมการทำงานจริงมากน้อยเพียงใด
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski