Il vetro al silicio, chiamato anche quarzo o silice, è un tipo di vetro premium fatto quasi esclusivamente di silice pura. Il biossido di silicio (SiO 2 ) rappresenta fino al 99,9 %del peso della materia prima e determina il valore di utilità del materiale.
Come viene prodotto il vetro di silice?
La materia prima per la produzione del vetro al silicio sono cristalli di montagna di alta qualità. Il metodo di produzione di base consiste nel fondere il quarzo sotto vuoto o in atmosfera inerte ad una temperatura di ca. 2.000°C. Il processo viene eseguito in un forno elettrico oa fiamma e il materiale fuso viene quindi raffreddato lentamente. In alternativa, il vetro di silice può anche essere prodotto fondendo sabbia di quarzo fine. Tuttavia, il prodotto ha un effetto iridescente dovuto all’intrappolamento di microscopiche bolle d’aria. Il vetro al quarzo di altissima qualità, etichettato JGS-1, è attualmente prodotto da silice sintetica (SiCl 4 ) . Trattato con fiamma ossigeno-idrogeno, diventa una materia prima di eccezionale purezza. Il prodotto è privo di bolle e inclusioni e garantisce parametri ottici ottimali.
Proprietà fisiche e chimiche del vetro al silicio
Il vetro al silicio ha un basso coefficiente di dilatazione termica. Significa che è resistente agli shock termici. Se riscaldato a temperature molto elevate (fino a 1100°C), non si spezzerà anche se raffreddato improvvisamente in acqua. Altri significativi vantaggi di utilità del vetro al quarzo sono:
- perfetta trasparenza;
- minima conducibilità termica ed elettrica;
- elevata trasmittanza di radiazioni UV e IR;
- resistenza alla compressione e alla trazione relativamente elevata.
Degne di nota sono anche le proprietà chimiche uniche del vetro al silicio. È resistente all’acqua e agli acidi (tranne l’acido fluoridrico). Lo svantaggio del materiale è la sua bassa resistenza agli alcali . 
In che modo il vetro siliconico è diverso dagli altri tipi di vetro?
Rispetto ad altri tipi di vetro utilizzati nell’industria (es. vetro float o vetro tecnico), il vetro al quarzo ha un’eccezionale trasparenza, durata e trasmittanza ai raggi ultravioletti e infrarossi. Quest’ultima proprietà è associata a un basso assorbimento di radiazione elettromagnetica. La resistenza chimica e le elevate temperature di trasformazione rendono il vetro siliconico adatto per applicazioni scientifiche e industriali molto specifiche. Nonostante il prezzo relativamente alto, questa materia prima è praticamente insostituibile in molti rami della produzione.
Vetro al quarzo: le applicazioni più importanti
Il vetro al silicio è ampiamente utilizzato in ottica, in particolare fotometria e spettroscopia. Viene utilizzato nella produzione di apparecchiature di misura, fotounità, lampade UV, lenti ottiche, microscopi e vetri mirini, nonché lenti laser e prismi a specchio. Un salone di abbronzatura indoor è anche un’applicazione commerciale popolare in cui il livello di trasmittanza ultravioletta è particolarmente importante. Grazie alla sua elevata resistenza fisica e chimica, il vetro di silice viene utilizzato nella produzione di vetreria da laboratorio come crogioli, becher, evaporatori, pentole di ricottura e barche di combustione. È inoltre insostituibile come vetro da orologio di alta qualità e materia prima per la produzione di piastrelle in ceramica resistenti al calore. Il vetro al quarzo viene utilizzato anche per produrre i nuclei delle fibre ottiche per telecomunicazioni . I parametri di trasparenza e bassa dispersione determinano l’elevata idoneità in questo contesto. Altri potenziali campi di applicazione del vetro al silicio includono la produzione di semiconduttori, l’industria dell’illuminazione, l’elettronica e la fotografia. Dopo la metallizzazione, può essere utilizzato anche per la produzione di circuiti a microonde di precisione. 
La scelta del vetro siliconico ottimale
Il vetro al quarzo è classificato in base al grado di purezza, che influisce sulle caratteristiche finali del prodotto. In ottica, è preferibile utilizzare il vetro JGS-1 di altissima qualità in silice sintetica. Le classi di qualità JGS-2 e JGS-3 sono associate a caratteristiche di prestazioni inferiori. Per ogni applicazione industriale è quindi opportuno selezionare un vetro siliconico che coniughi requisiti di qualità e razionalità economica. Gli standard universali di categorizzazione dei materiali facilitano la scelta ottimale.
