융합 석영 유리: 속성, 응용 및 구매 가이드

포토닉스 어셈블리의 펌프 레이저 창이 200,000회의 열 주기 후에 막 고장났습니다. 실패 보고서는 붕규산 창에서의 나트륨 이동 및 유리화를 지적합니다. 이는 원자외선이나 고온 광학 시스템에 일반 유리를 사용할 때 반복되는 문제입니다. 융합 석영 유리는 그런 식으로 실패하지 않습니다. 이는 본질적으로 비정질 형태의 순수한 실리카(SiO2)이며, 연속적인 실리카 네트워크는 붕규산 유리보다 약 6배 낮은 열팽창 계수를 제공합니다. 심자외선부터 중적외선까지의 빛을 투과하며 표준 유리를 분해하는 화학적 공격에 저항합니다. 이것이 바로 반도체 공정, 포토리소그래피, 분광학 및 고온 관찰 시스템이 용융 석영 유리를 표준 솔루션으로 지정하는 이유입니다. 이 가이드에서는 용융 석영 유리가 무엇인지, 다른 유리 제품군과 어떻게 비교되는지, 시스템에 맞게 지정하기 전에 확인해야 할 사항에 대해 설명합니다.

융합 석영 유리 란 무엇입니까?

용융 석영 유리는 거의 순수한 이산화규소로 만들어진 비결정성 유리입니다. 표준 플로트 유리에서는 나트륨, 칼륨, 칼슘과 같은 망상구조 변형제가 실리카 망상구조를 깨뜨려 약한 결합 구조를 만듭니다. 용융 석영 유리에서 네트워크는 연속적인 SiO2 프레임워크를 유지합니다. 이러한 구조는 재료의 높은 연화점, 낮은 열팽창, 원자외선 투과 및 내화학성을 뒷받침하는 물리적 이유입니다.

생산 경로는 최종 특성에도 영향을 미칩니다. 용융 석영은 일반적으로 천연 석영 결정에서 시작되며 약 2000°C에서 분쇄되고 녹습니다. 용융 실리카는 화염이나 플라즈마에서 가수분해되는 사염화규소와 같은 합성 전구체에서 시작됩니다. 두 제품 모두 비정질 SiO2이지만 합성 용융 실리카는 순도가 더 높고 수산기 함량이 더 잘 제어됩니다. 많은 광학 창, 기판 및 필터 응용 분야에서 숙련된 프로세서의 용융 석영 유리는 합성 용융 실리카보다 저렴한 비용으로 필요한 투과율과 열 안정성을 제공합니다.

Nantong Xiangyang Optical Element Co., Ltd.에서 무색 석영 광학 유리는 당사가 처리하고 공급하는 무색 광학 유리 제품 중 하나입니다. 광학 필터, 창, 프리즘 및 기판에 대한 시트, 플레이트 및 모양 형식으로 제공됩니다.

Colorless Quartz Optical Glass for High Temperature Optical Systems

고온 광학 시스템용 무색 석영 광학 유리 이 용융 석영 유리는 우수한 투명성, 낮은 색수차, 높은 투과율을 제공하므로 열 안정성이 요구되는 정밀 기기, 레이저 시스템 및 광학 렌즈에 적합합니다. 제품보기 →

융합 석영 vs. 융합 실리카 vs. 표준 유리

비교표는 용융 석영 유리를 올바른 범주에 배치하는 가장 빠른 방법입니다. 주요 변수는 순도, 자외선 투과율, 열 안정성, 화학적 내구성 및 상대적 비용입니다.

용융 석영, 용융 실리카, 붕규산염 및 소다석회 유리의 비교
소재	SiO2 순도	UV 컷오프	CTE (×10 ^-6 /K)	연속 서비스 온도	상대 비용
융합 석영 유리	≥ 99.9%	~185nm	0.55	1100℃	보통
용융 실리카	≥ 99.99%	~170nm	0.50	1200℃	높음
붕규산염	~80%	~300nm	3.30	450℃	낮음
소다석회 유리	~70%	~350nm	9.00	250℃	매우 낮음

실용적인 점은 붕규산 유리가 실험실 유리제품과 일반 창문에 여전히 유용하고, 소다석회 유리는 일상용 유리에 적합하다는 것입니다. 그러나 시스템이 185nm까지 전송이 필요하거나 450°C 이상에서 연속 작동이 필요한 경우 두 재료 모두 적합하지 않습니다. 수용 가능한 비용과 검증된 광학 성능을 갖춘 융합 석영 유리 브리지입니다.

융합 석영 유리의 주요 특성

광학 엔지니어는 열팽창과 스펙트럼 전달이라는 두 가지 특성을 먼저 확인합니다. 아래 막대 차트는 용융 석영 유리의 열팽창 계수(CTE)를 일반적인 대안과 비교하는 방법을 보여줍니다.

^-6 /K) 융합된 석영 0.55 붕규산염 3.30 소다라임 9.00

용융 석영 유리의 CTE는 대략 0.55 × 10 ^-6 /K. 이는 붕규산 유리보다 약 6배 낮고 소다석회 유리보다 16배 낮습니다. 실제적으로, 100mm 용융 석영 창은 100K로 가열되면 치수가 약 0.005mm 변하는 반면, 소다석회 창은 거의 0.09mm 커집니다. 구성 요소가 지속적인 가열 하에서 정렬을 유지해야 하는 경우 이러한 차이로 인해 시스템이 공차 내에 유지되는지 여부가 결정됩니다.

다음 성능 요소는 스펙트럼 전송입니다. 아래 차트는 200~2000nm 범위에서 용융 석영, 붕규산염 및 소다석회 유리의 투과 곡선을 비교합니다.

또한 동일한 재료는 185nm에서 중적외선까지 연속 투과를 제공하며 200~2000nm 범위에서는 흡수가 무시할 정도입니다. 이러한 광대역 투명성으로 인해 분광학, 레이저 시스템 및 포토리소그래피에서는 용융 석영을 창, 프리즘 및 기판 재료로 사용합니다. 산화 환경에서는 1100°C에서 지속적으로 작동할 수 있으며 적절한 지원을 통해 1300°C까지 짧은 온도 상승이 가능합니다.

융합 석영 유리는 어떻게 제조됩니까?

생산 경로는 천연석영 용해와 합성 침전으로 나뉜다. 용융 석영의 경우, 공정은 세척된 천연 석영 결정으로 시작하여 제어된 크기로 분쇄된 다음 약 2000°C의 연속로에서 용해됩니다. 용융물은 백금 또는 세라믹 노즐에서 흐르며 실투를 방지하기 위해 천천히 냉각됩니다. 아래의 등각 구조는 대부분의 광학 부품이 사용하는 판 형태를 보여줍니다.

녹고 서냉한 후 유리는 절단, 거친 연삭, 미세 연마를 거칩니다. 광학 부품의 경우 최종 표면 품질은 일반적으로 40/20 스크래치 발굴 또는 그 이상에 도달하며 평탄도는 파장의 일부로 제어됩니다. 검사에는 고객이 구성 요소를 실행할 파장에서의 복굴절, 기포 함량 및 투과율이 포함됩니다.

합성 경로에서는 사염화규소가 고온 불꽃이나 플라즈마에서 가수분해되어 SiO2를 직접 증착합니다. 생성된 용융 실리카는 금속 불순물이 낮고 특정 OH 함량에 맞게 가공할 수 있습니다. 이는 응용 분야에서 2.7μm 근처의 높은 투과율이 필요할 때 중요합니다. 그러나 처리 비용은 용융 석영보다 훨씬 높으므로 선택은 필요한 스펙트럼 대역과 예산에 따라 달라집니다.

융합 석영 유리는 어디에 사용됩니까?

융합 석영 유리는 여러 기술 부문에서 원자재에서 고부가가치 최종 제품으로 이동합니다.

반도체 처리: 석영 창, 뷰포트 및 용광로 구성 요소는 반복적인 열 순환 및 부식성 가스를 처리합니다.
UV 포토리소그래피: 마스크 기판과 렌즈 창에는 흡수가 최소화된 원자외선 투과가 필요합니다.
분광학: 큐벳과 샘플 셀은 정확한 분석 결과를 위해 폭넓은 스펙트럼 투명성이 필요합니다.
레이저 시스템: 빔 스플리터 및 보호 창은 재료를 신뢰할 수 있는 광학 매체로 사용합니다.
고온 투시창: 용광로 관찰 포트는 열충격 및 산화 공격에 대한 저항이 필요합니다.
정밀 광학: 프리즘, 거울 및 필터 기판은 낮은 열 왜곡과 균일한 굴절률의 이점을 얻습니다.

이러한 응용 분야에 용융 석영 유리가 필요한 기업의 경우 기본 가격을 비교하는 것보다 실제 광학 경험이 있는 프로세서를 선택하는 것이 더 중요합니다. 우리의 생산 시설 Nantong Xiangyang에서는 무색 석영 광학 유리 및 기타 무색 광학 유리 유형을 국내 및 수출 고객 모두를 위한 고객 도면으로 가공합니다.

고품질 용융 석영 유리를 선택하는 방법

실무에서는 긴 사양서보다 짧은 구매 체크리스트가 더 유용합니다. 다음 5가지 사항은 실제 시스템 성능에 영향을 미치는 결정을 다룹니다.

전송 요구 사항을 OH 콘텐츠와 일치시킵니다. UV 용도의 경우 낮은 OH 융합 석영은 더 나은 원자외선 투과율을 제공합니다. 중간 IR 사용의 경우 높은 OH 함량은 2.7μm 근처에서 흡수를 감소시킬 수 있습니다.
열사양을 확인하세요. 연화온도는 순도 및 성형방법에 따라 달라지므로 공급업체에 연속 사용 온도 및 단기 피크를 확인하십시오.
표면 품질과 평탄도를 확인하세요. 광학 창의 경우 40/20 스크래치 발굴이 일반적인 시작점입니다. 부품이 레이저 캐비티에 들어가는 경우 더 엄격한 평탄도와 더 낮은 파면 오류를 요청하십시오.
순도와 기포 내성을 확인합니다. 기포와 금속 불순물의 존재는 까다로운 시스템의 산란 및 흡수에 직접적인 영향을 미칩니다.
맞춤설정에 대해 문의하세요. 비표준 크기, 모양의 프리즘, 구멍 및 장착 슬롯은 공급업체가 내부에서 유리를 처리할 수 있는 경우 모두 실용적입니다.

일반적인 UV 창의 경우 공급업체는 문서화된 전송 데이터를 제공해야 합니다. 185nm에서 2500nm까지의 투과 곡선을 요청하면 시스템 요구 사항과 직접적으로 비교할 수 있어 일반 재료 등급에서 적절하게 가공된 유리를 구분할 수 있습니다. 산업 전반에 걸쳐 무색 광학 유리가 어떻게 사용되는지 더 폭넓게 살펴보려면 다음 가이드를 참조하세요. 무색 광학유리 용도 .