Jaké vlastnosti má křemíkové sklo?

Jak se vyrábí křemičité sklo?

Surovinou pro výrobu křemíkového skla jsou vysoce kvalitní horské krystaly. Základní výrobní metodou je tavení křemene ve vakuu nebo inertní atmosféře při teplotě cca. 2000 °C. Proces se provádí v elektrické nebo plamenové peci a roztavený materiál se poté pomalu ochlazuje. Alternativně lze křemičité sklo vyrábět také tavením jemného křemenného písku. Výrobek má však duhový efekt díky zachycení mikroskopických vzduchových bublin. Nejkvalitnější křemenné sklo označené JGS-1 se v současnosti vyrábí ze syntetického oxidu křemičitého (SiCl ₄ ) . Ošetřený kyslíko-vodíkovým plamenem se stává surovinou výjimečné čistoty. Výrobek je bez bublinek a inkluzí a zaručuje optimální optické parametry.

Fyzikální a chemické vlastnosti křemíkového skla

Křemíkové sklo má nízký koeficient tepelné roztažnosti. To znamená, že je odolný vůči teplotním šokům. Při zahřátí na velmi vysoké teploty (až 1100°C) nepraskne ani při náhlém ochlazení ve vodě. Další významné užitné výhody křemenného skla jsou:

• dokonalá průhlednost;
• minimální tepelná a elektrická vodivost;
• vysoká propustnost UV a IR záření;
• relativně vysoká pevnost v tlaku a v tahu.

Pozoruhodné jsou také jedinečné chemické vlastnosti křemíkového skla. Je odolný vůči vodě a kyselinám (kromě kyseliny fluorovodíkové). Nevýhodou materiálu je jeho nízká odolnost vůči alkáliím .

Jak se silikonové sklo liší od jiných typů skla?

Křemenné sklo má ve srovnání s jinými typy skel používaných v průmyslu (např. plavené sklo nebo technické sklo) výjimečnou průhlednost, odolnost a propustnost pro ultrafialové a infračervené paprsky. Posledně jmenovaná vlastnost je spojena s nízkou absorpcí elektromagnetického záření. Chemická odolnost a vysoké transformační teploty činí silikonové sklo vhodné pro velmi specifické vědecké a průmyslové aplikace. I přes poměrně vysokou cenu je tato surovina v mnoha odvětvích výroby prakticky nenahraditelná.

Křemenné sklo – nejdůležitější aplikace

Křemíkové sklo je široce používáno v optice, zejména ve fotometrii a spektroskopii. Používá se při výrobě měřicí techniky, osvitových jednotek, UV lamp, optických čoček, mikroskopických a průhledových brýlí, ale i laserových čoček a zrcadlových hranolů. Vnitřní solárium je také oblíbenou komerční aplikací, kde je úroveň propustnosti ultrafialového záření obzvláště důležitá. Díky své vysoké fyzikální a chemické odolnosti se křemičité sklo používá při výrobě laboratorního skla , jako jsou kelímky, kádinky, odpařovače, žíhací pánve a spalovací čluny. Je nenahraditelné i jako kvalitní hodinkové sklíčko a surovina pro výrobu žáruvzdorných keramických obkladů. Křemenné sklo se také používá k výrobě jader telekomunikačních optických vláken . Parametry průhlednosti a nízké disperze určují vysokou vhodnost v tomto kontextu. Mezi další perspektivní oblasti aplikace křemíkového skla patří výroba polovodičů, osvětlovací průmysl, elektronika a fotografie. Po metalizaci jej lze použít i pro výrobu přesných mikrovlnných obvodů.

Výběr optimálního silikonového skla

Křemenné sklo je klasifikováno v závislosti na stupni čistoty, který ovlivňuje konečné vlastnosti produktu. V optice je vhodnější používat sklo JGS-1 nejvyšší kvality vyrobené ze syntetického oxidu křemičitého. Kvalitativní třídy JGS-2 a JGS-3 jsou spojeny s nižšími výkonnostními charakteristikami. Pro každou průmyslovou aplikaci je proto vhodné vybrat křemíkové sklo, které kombinuje požadavky na kvalitu s ekonomickou racionalitou. Univerzální standardy kategorizace materiálů usnadňují optimální rozhodnutí.