ควอร์ตซ์แก้ว: วัสดุวิศวกรรมพิเศษสำหรับการทนความร้อนสูงและการนำความร้อนต่ำ

ควอร์ตซ์แก้ว (Quartz Glass) เป็นวัสดุวิศวกรรมพิเศษที่โดดเด่นด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยม ทำให้มันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง เช่น อิเล็กทรอนิกส์ อ็อปติก และโรงงานผลิตสารเคมี

ควอร์ตซ์แก้วถูกสร้างขึ้นจากซิลิกา (SiO2) ที่บริสุทธิ์มากกว่า 99.9% ผ่านกระบวนการหลอมละลายและทำความเย็นอย่างรวดเร็ว การขจัด tạpผสมทำให้ควอร์ตซ์แก้วมีความโปร่งใสสูง ทนต่อความร้อนได้ดี และมีค่าสัมประสิทธิ์การหดตัวต่ำ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่หายากในวัสดุอื่น

คุณสมบัติพิเศษของควอร์ตซ์แก้ว:

• ทนต่อความร้อนสูง: ควอร์ตซ์แก้วสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 1,000°C โดยไม่ละลายหรือเสียรูปร่าง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในเตาเผา อุปกรณ์ทำความร้อน และหลอดไฟ
• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวความร้อนต่ำ: ควอร์ตซ์แก้วมีการเปลี่ยนแปลงขนาดน้อยเมื่อถูกความร้อน ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น เลนส์กล้องโทรทรรศน์และนาฬิกา quartz
• โปร่งใสต่อรังสี UV: ควอร์ตซ์แก้วโปร่งใสต่อรังสีอัลตร้าไวโอเลต (UV) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์แสง UV, แล็บวิจัย และอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
• ความแข็งและความทนทาน: ควอร์ตซ์แก้วมีความแข็งและทนทานต่อการสึกหรอ การขัดสี และการกระแทก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในเครื่องมือแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และงานวิศวกรรม

การประยุกต์ใช้ควอร์ตซ์แก้ว:

ควอร์ตซ์แก้วมีการประยุกต์ใช้ที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ:

• อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์:
  • ใช้ทำส่วนประกอบของ IC, อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ และแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)
  • สิ่งที่น่าสนใจคือควอร์ตซ์แก้วยังใช้ในการผลิตนาฬิกา Quartz ซึ่งเป็นนาฬิกาที่แม่นยำที่สุดในโลก
• อุตสาหกรรมแสง:
  • ใช้ทำหลอดไฟ quartz, หลอด UV และเลนส์สำหรับกล้องโทรทรรศน์และเครื่องมือวิทยาศาสตร์
  • ควอร์ตซ์แก้วยังถูกนำมาใช้ในการผลิตใยแก้วนำแสง (optical fiber) ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของระบบสื่อสารข้อมูลสมัยใหม่
• อุตสาหกรรมทางการแพทย์:
  • ใช้ทำอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น อุปกรณ์ฉายรังสี, เครื่องมือผ่าตัด และเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์ตัวอย่าง

การผลิตควอร์ตซ์แก้ว:

การผลิตควอร์ตซ์แก้วเริ่มต้นด้วยการหลอมละลายซิลิกาบริสุทธิ์ (SiO2) ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,700°C จากนั้นนำมวลที่หลอมเหลวไปทำความเย็นอย่างรวดเร็ว (quenching) เพื่อป้องกันการตกผลึกของซิลิกา สิ่งนี้จะทำให้เกิดโครงสร้างแก้ว amorphous ซึ่งเป็นสาเหตุของคุณสมบัติพิเศษของควอร์ตซ์แก้ว

ในการผลิตควอร์ตซ์แก้วที่มีคุณภาพสูง ผู้ผลิตต้องควบคุมกระบวนการหลอมและทำความเย็นอย่างระมัดระวัง เพื่อกำจัด tạpผสมใดๆ และสร้างโครงสร้างแก้ว amorphous ที่มีความบริสุทธิ์สูงสุด

ควอร์ตซ์แก้วเป็นวัสดุวิศวกรรมพิเศษที่โดดเด่นด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยม การใช้งานของมันครอบคลุมหลากหลายอุตสาหกรรม และความต้องการสำหรับวัสดุนี้ยังคงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคต

ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติของควอร์ตซ์แก้วกับวัสดุอื่น

คุณสมบัติ	ควอร์ตซ์แก้ว	แก้วโบโรซิลิเกต	เซรามิก
ทนความร้อน	สูง	สูง	ปานกลาง
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว thermal	ต่ำ	ต่ำ	โมเดล
ความโปร่งใส	สูง	ปานกลาง	ปานกลาง-ต่ำ

ข้อสังเกต:

• ควอร์ตซ์แก้วมีความเปราะและอาจแตกได้เมื่อตกกระทบแรงๆ