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Cos’è il quarzo?

Il quarzo è un termine usato per descrivere molte diverse forme compatte di SiO2. Essendo uno dei secondi minerali più comuni e vari sulla terra, è abbondante e può essere trovato in forma cristallina, presente in natura, in molti colori che producono diversi tipi di pietre preziose .

Che cos’è il quarzo fuso/la silice fusa?

Il quarzo fuso e la silice fusa è un vetro costituito da silice fusa in un solido amorfo, ha una forma non cristallina. Presenta pochissime impurità rispetto ad altre forme di vetro a cui sono aggiunti materiali che abbassano la temperatura di lavoro. Pertanto, in assenza delle impurità aggiunte, il quarzo fuso e la silice fusa hanno temperature di lavoro molto elevate e possono essere utilizzati in molte applicazioni come la fabbricazione di semiconduttori e le apparecchiature di laboratorio.

La differenza tra quarzo fuso e silice fusa:

Il quarzo fuso inizia con quarzo ad alta purezza o altri minerali contenenti SiO2 che vengono fusi utilizzando varie fonti di calore. Tutti i prodotti risultanti fabbricati con questo metodo sono indicati come quarzo fuso . Esistono due metodi per produrre quarzo fuso: fusione elettrica e fusione a fiamma. La fusione elettrica è il processo di fusione più comunemente utilizzato per la produzione di vetro al quarzo fuso. Utilizziamo quarzo fuso in quanto ha un contenuto di OH (idroxl) molto basso che aiuta a ritardare la devitrificazione. Un esempio di quarzo fuso è GE 124.

La silice fusa inizia con una nuvola di vapore contenente sostanze chimiche di silicio che, bruciate con l’ossigeno, producono SiO2. Le nanoparticelle di SiO2 sono chiamate ‘fuliggine’. Poiché le sostanze chimiche sono prodotte e raffinate in modo specifico, sono disponibili con una purezza eccezionalmente elevata e la silice fusa risultante ha un contenuto di impurità metalliche molto basso, ma di conseguenza può avere un contenuto di OH più elevato. Il processo mediante il quale viene prodotta la silice fusa è chiamato deposizione chimica da vapore (CVD). Un esempio di silice fusa potrebbe essere Corning® 7980.

Qualità del prodotto di quarzo fuso e silice fusa:

Per mantenere queste varietà di quarzo fuso e silice fusa, i produttori hanno diversi gradi ed etichette per i prodotti che producono. Oltre al processo di fabbricazione, il fattore che separa i diversi gradi di vetro al quarzo fuso è tipicamente definito dagli oligoelementi lasciati nel materiale. Questi oligoelementi sono solo poche parti per milione ciascuno, ma possono differire a seconda del processo di produzione. La purezza del prodotto è quindi determinata principalmente dall’entità della raffinatezza della materia prima e dal controllo di qualità del produttore. Questo è il motivo per cui è importante che vengano utilizzati solo precursori di quarzo altamente raffinati in combinazione con un rigoroso controllo di qualità per garantire la massima purezza del prodotto finale. Questo è il motivo per cui trattiamo solo con produttori di fiducia che hanno una comprovata esperienza nella manutenzione di numerosi settori con materiali di alta qualità.

Che differenza fa:

Per le nostre applicazioni, è ideale avere un materiale di elevata purezza con un contenuto di OH (idrossile) molto basso e elementi alcalini ridotti al di sotto di 1 ppm. Il basso contenuto di idrossile aumenta la viscosità dei materiali. Una maggiore viscosità significa meno movimento nel materiale che crea una maggiore temperatura massima di utilizzo e aiuta a prevenire la devitrificazione. La devitrificazione è anche impedita dall’atmosfera riducente utilizzata durante la produzione, causando una carenza di ossigeno nel materiale.

Nella fabbricazione di semiconduttori, i produttori possono perdere interi wafer a causa della presenza di un singolo contaminante metallico nel processo, quindi i materiali ad alta purezza sono la quintessenza del loro processo e dei loro profitti.

La devitrificazione, o chazz come probabilmente la chiamano i tuoi amici, è discussa ulteriormente in questo precedente post sul blog. Sebbene la maggior parte degli utenti della devitrificazione sperimenterà dalla combustione di olio residuo o altri contaminanti sulla superficie del quarzo fuso, anche i contaminanti all’interno del quarzo fuso possono accelerare il processo di devitrificazione. Un materiale ad alta purezza con elementi a basso contenuto di alcali non si devitrificherà alla stessa velocità di un materiale a bassa purezza con un alto contenuto di OH. I materiali ad alta purezza hanno quindi una durata maggiore se sottoposti a migliaia di cicli termici con un’adeguata manutenzione.

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