This post is also available in: Engels Frans Duits Italiaans Pools Portugees, Portugal Spaans

Wat is kwarts?

Kwarts is een term die wordt gebruikt om veel verschillende compacte vormen van SiO2 te beschrijven. Als een van de op één na meest voorkomende en gevarieerde mineralen op aarde, is het overvloedig en kan het worden gevonden in kristallijne vorm, van nature voorkomend, in vele kleuren die verschillende soorten edelstenen produceren.

Wat is Fused Quartz/Fused Silica?

Fused quartz en fused silica is glas bestaande uit fused silica in een amorfe vaste stof, het heeft een niet-kristallijne vorm. Het heeft zeer weinig onzuiverheden in vergelijking met andere vormen van glas waaraan materialen zijn toegevoegd die de werktemperatuur verlagen. Dus, zonder de toegevoegde onzuiverheden, hebben gesmolten kwarts en gesmolten silica zeer hoge werktemperaturen en kunnen ze in veel toepassingen worden gebruikt, zoals de fabricage van halfgeleiders en laboratoriumapparatuur.

Het verschil tussen fused quartz en fused silica:

Gefuseerd kwarts begint met kwarts van hoge zuiverheid, of andere SiO2-bevattende mineralen die worden versmolten met behulp van verschillende warmtebronnen. Elk van de resulterende producten die met behulp van deze methode zijn vervaardigd, worden gesmolten kwarts genoemd. Er zijn twee methoden om gesmolten kwarts te produceren: elektrische fusie en vlamfusie. De elektrische fusie is het meest gebruikte smeltproces voor het vervaardigen van gesmolten kwartsglas. We gebruiken gesmolten kwarts omdat het een zeer laag OH-gehalte (hydroxl) heeft, wat de ontglazing helpt vertragen. Een voorbeeld van gesmolten kwarts is GE 124.

Fused silica begint met een dampwolk die siliciumchemicaliën bevat die bij verbranding met zuurstof SiO2 produceren. De nanodeeltjes van SiO2 worden ‘roet’ genoemd. Omdat de chemicaliën specifiek worden geproduceerd en geraffineerd, zijn ze verkrijgbaar in een uitzonderlijk hoge zuiverheid en het resulterende fused silica heeft een zeer laag gehalte aan metallische onzuiverheden, maar kan daardoor een hoger OH-gehalte hebben. Het proces waarbij fused silica wordt geproduceerd, wordt chemische dampafzetting (CVD) genoemd. Een voorbeeld van fused silica is Corning® 7980.

Productkwaliteit van Fused Quartz en Fused Silica:

Om deze variëteiten van gesmolten kwarts en gesmolten silicium recht te houden, hebben fabrikanten verschillende kwaliteiten en labels voor de producten die ze produceren. Naast het fabricageproces wordt de factor die verschillende soorten gesmolten kwartsglas scheidt, meestal bepaald door de sporenelementen die in het materiaal achterblijven. Deze sporenelementen zijn elk slechts enkele delen per miljoen, maar kunnen verschillen afhankelijk van het fabricageproces. De productzuiverheid wordt daarom vooral bepaald door de mate van verfijning van de grondstof en de kwaliteitscontrole van de fabrikant. Daarom is het belangrijk dat alleen zeer geraffineerde kwartsprecursoren in combinatie met een strenge kwaliteitscontrole worden gebruikt om het eindproduct van de hoogste zuiverheid te garanderen. Daarom werken we alleen met vertrouwde fabrikanten die een bewezen staat van dienst hebben in het bedienen van tal van industrieën met hoogwaardige materialen.

Wat maakt het uit:

Voor onze toepassingen is het ideaal om een materiaal met een hoge zuiverheid te hebben met een zeer laag OH (hydroxyl) gehalte en verminderde alkalische elementen tot minder dan 1 ppm. Een laag hydroxylgehalte verhoogt de viscositeit van het materiaal. Hogere viscositeit betekent minder beweging in het materiaal, wat zorgt voor een hogere maximale gebruikstemperatuur en helpt ontglazing te voorkomen. Ontglazing wordt ook voorkomen door de reducerende atmosfeer die tijdens de productie wordt gebruikt, waardoor het materiaal zuurstofarm is.

Bij de fabricage van halfgeleiders kunnen fabrikanten hele wafels kwijtraken doordat een enkele metaalverontreiniging in het proces aanwezig is, dus materialen met een hoge zuiverheid zijn essentieel voor hun proces en resultaat.

Devitrificatie, of chazz zoals je vrienden het waarschijnlijk noemen, wordt verder besproken in deze eerdere blogpost. Hoewel de meeste gebruikers van devitrificatie zullen ervaren door het verbranden van olieresten of andere verontreinigingen op het oppervlak van gesmolten kwarts, kunnen verontreinigingen in het gesmolten kwarts ook het devitrificatieproces versnellen. Een materiaal met een hoge zuiverheid en lage alkali-elementen zal niet in dezelfde mate ontglaasd worden als een materiaal van een lage zuiverheid met een hoog OH-gehalte. Materialen met een hoge zuiverheid hebben vervolgens een langere levensduur wanneer ze met goed onderhoud duizenden warmtecycli doorlopen.

Bron