Марки кварцевого материала

Эталонный кварц и легированный кварц

Как правило, исходной позицией в обсуждении марок кварцевого материала является «прозрачный плавленый кварц GE214». Это материал прямой вытяжки, плавленый под воздействием электрического тока, который широко применяется во многих областях и на многих рынках мира, благодаря своей превосходной стабильности качества, как в визуальном, так и в размерном планах, высокой степени чистоты, а также конкурентоспособному уровню цен. Другими материалами эквивалентной марки (по показателю степени чистоты) от других производителей являются HSQ100 от Heraeus, PH300 от Philips и RQ200 от Raesch.

Как уже упоминалось в разделе о прохождении ультрафиолетового/инфракрасного излучения выше, несмотря на то, что общей целью применения кварца является удаление всех инородных веществ для получения максимальной степени чистоты, во многих случаях существует конкретное требование относительно блокирования проходимых волн определенной длины. В таком случае, можно добавлять легирующие вещества для создания материала специализированного применения, например:

• GE214 = нелегированного эталонного материала
• GE219 (также известного как «безозоновый», «бактерицидный») = материала, легированного титаном
• GE254 (также известного как «блокировка ультрафиолетовых лучей») = материала, легированного церием

Помимо природного кварца (под которым мы понимаем «кварц, произведенный из кристаллов кварцевых минералов»), в некоторых случаях возникает необходимость в более высокой степени чистоты по сравнению с той, которой можно достичь при использовании природного кварца. В таких случаях можно предложить синтетический кварц, который содержит инородные вещества, исчисляемые на уровне частиц на миллиард, а не частиц на миллион. Он производится различными способами, зачастую, начиная с химической реакции на получение чистого SiO₂ химического соединения, которое расплавляется для формирования синтетического кварца в чистейшем виде.

ОН^— Содержание

Для многих областей применения ламп и волоконной оптики содержание влаги в кварце является очень критическим, поскольку создает нежелательные эффекты для конечного продукта либо для общего срока годности кварца по мере его реакции в пределах своей среды. Во многих случаях это называют «уровнем ОН»,^— поскольку это молекула Н₂О с недостающим атомом Н, соединенная с SiO₂ Решетчатая структура кварца

Уровень ОН является достаточно высоким сразу же после производства кварцевого стекла (например, от 40 до 100 частиц на миллион), но его можно понизить путем термообработки в высоковакуумной среде.

Обычно стандартная лампа подвергается термообработке в вакуумной среде в течение 4 часов для получения содержания ОН^— < 5 частиц на миллион (в большинстве случаев известного как GE214). При необходимости может применяться более длительная 40-часовая термообработка в вакуумной среде для получения содержания ОН <1 частицы на миллион (в большинстве случаев известного как GE214A, несмотря то, что в разных регионах придуманы другие соглашения о наименованиях, всегда лучше всего спросить содержании ОН,^— чем руководствоваться наименованием).

При использовании других методов производства (например, плавления кристаллов кварца в пламени и плавления кристаллов кварца в плазме), содержание ОН гораздо выше,^— несмотря на то, что эти методы зачастую называют «закрытыми», поскольку в рамках их применения невозможно выполнить термообработку в вакуумной среде для снижения содержания^— OН до того же самого уровня, который может быть при плавлении кристаллов кварца под воздействием электрического тока.

Китайский и другой альтернативный кварц

Помимо основных производителей кварца с высокой степенью чистоты (Momentive Performance Materials, Heraeus, Philips, Raesch, QSIL), существует множество других производителей, которые также выпускают высококачественный материал, используя кварцевый песок чуть более низкого качества (обычно, местного происхождения). Такие альтернативные варианты (как правило, из Азиатско-тиихоокеанского региона) являются визуально превосходными (новое оборудование) и приемлемыми в размерном отношении для многих областей применения (несмотря на расширенные допуски и более низкую стабильность), однако уровни чистоты этих альтернативных вариантов не соответствуют требованиям многих областей применения. В связи с повышенным уровнем содержания примесей, термостойкость понижена, а другие режимы отказа по сроку годности ускорены. По этой причине, мы считаем, что альтернативные варианты с более низкой степенью чистоты подходят для отдельных областей применения, но только при всестороннем и прозрачном обсуждении деталей рассматриваемой области применения в целях обеспечения соответствия материала целевому назначению.