Кварцове скло

Ква́рцове скло — однокомпонентне силікатне скло, що одержується плавленням природних різновидів кремнезему — гірського кришталю, жильного кварцу і кварцового піску, а також утворюється при застиганні розплаву синтетичного діоксиду кремнію SiO₂.

Сфера виробництва НАСА з плавленого кварцу для використання в гіроскопі Gravity Probe B. Це одна з найточніших сфер коли-небудь створених людиною, що відрізняються за формою від ідеальної сфери не більше ніж на 40 атомів товщини. Вважається, що тільки нейтронні зірки є гладкішими.

Різновиди

Розрізняють два види промислового кварцового скла:

• прозоре (оптичне і технічне)
• непрозоре.

Непрозорість кварцового скла додає велику кількість розподілених в ньому дрібних газових пухирців (діаметром від 0,03 до 0,3 мкм), що розсіюють світло. Оптичне прозоре кварцове скло, що одержується плавленням гірського кришталю, абсолютно однорідне, не містить видимих газових пухирців; має найменший серед силікатних стекол показник заломлення (nD = 1,4584) і найбільше світлопропускання, особливо для ультрафіолетового проміння.

Властивості

Кварцове скло має аморфну природу.

Для кварцового скла характерна висока термічна і хімічна стійкість:

• температура розм'якшення скла 1400 °C
• питомий опір при 20°С — 10¹⁶ Ом·м
• тангенс кута діелектричних втрат при температурі 20°С і частоті 106 Гц — 0,0025—0,0006

Оптичні властивості:

Дисперсія кварцового скла описується формулою Селлмейєра:

$\varepsilon =1+{\frac {a_{1}\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-l_{1}^{2}}}+{\frac {a_{2}\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-l_{2}^{2}}}+{\frac {a_{3}\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-l_{3}^{2}}},$

де

$a_{1}=0,69616630,\quad l_{1}=0,068404300,$

$a_{2}=0,40794260,\quad l_{2}=0,11624140,$

$a_{3}=0,89747940,\quad l_{3}=9,8961610,$

і довжина хвилі $\lambda$ задається в мікрометрах.

Застосування

Кварцове скло застосовують для виготовлення лабораторного посуду (Силоксид), тиглів, оптичних приладів, ізоляторів (особливо для високих температур), виробів, стійких до температурних коливань. Непрозоре кварцове скло є сировиною для виробництва термостійкої вогнетривкої кварцової кераміки.

Джерела

• https://web.archive.org/web/20110719040252/http://www.heraeus-quarzglas.de/de/quarzglas/chemicalpurity/Chemical_purity.aspx