Кварцевое стекло

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Кварцевое стекло
Общие
Систематическое
наименование
Кварцевое стекло
Традиционные названия Плавленый (аморфный) кварц
Хим. формула SiO2
Физические свойства
Примеси 10-1000 ppm
Молярная масса 60.0844 г/моль
Плотность 2,201 г/см³
Предел прочности ~50 Н/мм²
Термические свойства
Т. разм. 1400 °C
Т. кип. 2230 °C
Уд. теплоёмк. 1052 Дж/(кг·К)
Теплопроводность 1,38 Вт/(м·K)
Коэфф. тепл. расширения 0,54·10−6
Интервал трансформации 1130 °C
Оптические свойства
Диапазон прозрачности 160-3500 нм
Показатель преломления 1,46
Угол Брюстера 55,58°
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Ква́рцевое стекло́, пла́вленый кварц — однокомпонентное стекло из чистого оксида кремния, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния.

Виды[править | править вики-текст]

Различают два вида промышленного кварцевого стекла: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность кварцевому стеклу придает большое количество распределённых в нём мелких газовых пузырьков (диаметром от 0,03 до 0,3 мкм), рассеивающих свет. Оптическое прозрачное кварцевое стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков.

Непрозрачное кварцевое стекло часто служит сырьём для производства термостойкого огнеупорного материала — кварцевой керамики.

Свойства[править | править вики-текст]

  • Обладает наименьшим среди стёкол на основе SiO2 показателем преломления (ne = 1,46008) и наибольшим светопропусканием, особенно для ультрафиолетовых лучей.
  • Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1·10−6 К−1 (в диапазоне температур от 20 до 1400 °C).
  • Кварцевое стекло — хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °C — 10−14 — 10−16 Ом−1·м−1, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °C и частоте 1016 Гц — 0,0025—0,0006.

Применение[править | править вики-текст]

Кварцевое стекло применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. Незначительное количество отрезков кварцевого стекла используется для изготовления линзы Френеля. Также применяется в производстве термостойких огнеупорных материалов.

Оптические свойства[править | править вики-текст]

Дисперсия кварцевого стекла приближённо может быть описана формулой Селлмейера:

\varepsilon=1+\frac{a_1\lambda^2}{\lambda^2-l_1^2}+\frac{a_2\lambda^2}{\lambda^2-l_2^2}+\frac{a_3\lambda^2}{\lambda^2-l_3^2},

где


a_1=0,69616630, \quad l_1=0,068404300,

a_2=0,40794260, \quad l_2=0,11624140,

a_3=0,89747940, \quad l_3=9,8961610,

и длина волны \lambda задается в микрометрах.

Примечания[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]