• Обработанный специальным образом кремнезем является ключевым компонентом в производстве оптоволоконных изделий и играет важную роль в телекоммуникациях.
• Благодаря высокой температуре плавления кварц используется для производства галогенных ламп, обеспечивая долгий срок службы и яркость освещения.
• Благодаря сочетанию крепости и термоустойчивости кварц является идеальным материалом для производства масок для фотолитографии
• Благодаря термической стабильности кварц широко используется в печах для изготовления полупроводников.
• Свойства плавленого кварца делают его подходящим материалом для использования в качестве зеркал в телескопах. Его предсказуемое поведение позволяет добиться быстрого результата при меньшем количестве тестирований.
• Плавленый кремнезем можно использовать для изготовления многих огнеупорных форм (тигли, лотки, кожухи и ролики) для высокотемпературных термических процессов, таких как выплавка стали, литье по выплавляемым моделям и производство стекла. Изделия из кварца обладают стойкостью к термическому удару и химически инертны к большинству элементов и соединений, включая все кислоты. Трубки из плавленого кремнезема часто используются для обшивки электрических элементов в обогревателях для помещений, промышленных печах.

Кварц обладает чрезвычайно низким коэффициентом теплового расширения, около 0,55 ppm / ℃ (20-320 ℃), и может претерпевать большие и резкие изменения температуры без образования трещин. Синтетический плавленый кремнезем УФ-класса (торговые названия "HPFS", "Spectrosil" и "Suprasil") остается прозрачным в ультрафиолетовом диапазоне благодаря очень низкому содержанию металлических примесей. Оптический элемент толщиной 1 см будет иметь коэффициент пропускания около 50% при длине волны 170 нм, который падает всего до нескольких процентов при 160 нм.

Плавленый кварц ИК-класса (торговые названия "Infrasil", "Vitreosil IR"), сплавляется электрически, поэтому содержит больше металлических примесей (длина волны пропускания УФ-излучения ограничивается примерно 250 нм) и содержит меньшее количество воды, что обеспечивает превосходное пропускание инфракрасного излучения с длиной волны до 3,6 мкм. Физические свойства всех типов прозрачного плавленого кварца и плавленого кремнезема практически идентичны.

Процесс производства плавленого кварца и плавленого кремнезема определяет содержание воды и пропускание инфракрасного излучения. Благодаря сочетанию углеводородов и кислорода, используемых в качестве топлива для печи, в материале образуется гидроксил [ОН], поэтому материал, плавящийся в пламени, всегда имеет более высокое содержание воды. Кварц ИК-класса обычно имеет содержание [OH] менее 10 частиц на миллион.

Благодаря своей чистоте и прозрачности кварц обладает лучшими оптическими характеристиками чем другие вид стекла, что делает его идеальным материалом для производства полупроводников и лабораторного оборудования. Кварц также широко используется в качестве материала для изготовления линз и оптики для ультрафиолетового спектра.

Кварцевое стекло имеет очень низкий коэффициент теплового расширения (в среднем 5,0 × 10-7 / ℃), что во много раз ниже, чем у других распространенных материалов. Блок боросиликатного стекла объемом 1м3 помещенный в печь и нагретый до 500 ℃, увеличится в объёме более чем на 5 литров, в то время как объем кварцевого блока, помещенного в такие же условия, увеличился бы менее чем на один литр.

Кварцевое стекло выдерживает резкие перепады температуры без образования трещин. Изделия из кварцевого стекла можно быстро закалить, поместив нагретое до 1000° в холодную воду. Плавленый кремнезем и плавленый кварц могут быть соединены вместе без увеличения риска термической поломки из-за их почти идентичного КТР.

Однако, стоит учитывать, что термическая устойчивость материала зависит также от состояния поверхности изделия и формы.

Плавленый кварц очень крепок на сжатие, более чем 1.1 x 10 9 Па (160,000 фунтов на квадратный дюйм), а крепость на растяжение составляет 4.8 x 10 7 Пa (7,000 фунтов на дюйм), в то время как рекомендованная крепость изделий составляет всего 0.68 x 10 7 Па (1,000 фунтов на дюйм). Стоит учитывать, что на эти характеристики также влияет состояние поверхности изделия и его форма.

Плавленый кварц, также называемый кремнеземом, является некристаллической формой диоксида кремния (SiO₂). Для плавленого кварца важной характеристикой является высокая чистота, которая в основном определяется сырьем, методом изготовления и последующими процедурами обращения с материалом. Наиболее распространенными примесями в плавленом кварце являются металлы (такие как Al, Na и Fe), вода (присутствующая в виде ОН-групп) и хлор, которые влияют на вязкость, оптическое поглощение и электрические свойства кварцевого стекла. ZCQ следуют строгим мерам предосторожности на всех этапах производства, чтобы обеспечить высокую чистоту. Кроме того на производстве ZCQ изделия проходят различные стадии очистки для улучшения качества кварцевого песка.

Плавленый кварц и плавленый кремнезем обладают выдающейся электрической прочностью, которая остается очень стабильной при изменении температуры. Удельное сопротивление кварца (от 10 до 17-й степени) ом/куб.см при 25 ℃ составляет порядка (от 10 до 17-й степени) Ом/куб.см при 1000 ℃.

Расстекловывание или расстеклование — это поликристализация стекла при остывании. Термодинамически предпочтительным состоянием кварцевого стекла является кристаллическое, но высокая вязкость препятствует структурной перестройке, необходимой для его достижения, иными словами, относительно высокой скорости охлаждения, которой обладает кварцевое стекло. Это ограничение может быть устранено, например, при наличии примесей типа щелочей, таких как натрий или калий, которые снижают вязкость.

Процесс расстекловывания также может быть обусловлен работой с материалом в атмосфере с высоким содержанием водяного пара или хлора. Рост девитрифицированного слоя обычно начинается на поверхности и распространяется в материал со скоростью, которая экспоненциально зависит от температуры. Образовавшийся кристаллический материал представляет собой высокотемпературную форму кремнезема - кристобалит. Кристобалит, имеющий почти ту же плотность, что и стекловидный кремнезем, не заметен на поверхности. Однако при охлаждении до температуры около 275 ℃ кристобалит переходит из кубической структуры в тетрагональную, что сопровождается значительным снижением плотности, приводящему к растрескиванию и сколам. Девитрифицированные пятна становятся белыми из-за изменений в свойствах преломления света.

Плавленый кварц, в основном прозрачный, получают путем плавления природных кристаллов кварца высокой чистоты при температуре около 2000 ℃. Для этого можно использовать печь с электроподогревом или газовую печь. Встречающуюся в природе форму плавленого кварца обычно называют метакварцитом, а его кристаллы соединены в конгломераты у основания.

Синтетический кварц чаще всего получают гидротермальным способом, контролируемый процесс выращивания обеспечивает высокую чистоту, что гарантирует улучшенные оптические характеристики и пропускную способность излучений. Ранее производство искусственного кремнезема давало неэкологичные побочные продукты такие как соляная кислота, однако сейчас современные технологии позволяют сделать процесс более экологичным, также добиться более высокой чистоты производимого материала.

Очень низкий коэффициент теплового расширения
Устойчивость к высоким температурам
Высокая химическая чистота
Хорошая коррозионная стойкость
Широкое оптическое пропускание излучения от ультрафиолетового до инфракрасного
Выдающиеся электроизоляционные качества