Кварцевое стекло

однокомпонентное силикатное стекло, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния. Различают два вида промышленного К. с.: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность К. с. Придает большое количество распределенных в нем мелких газовых пузырьков (диаметром от 0,03 до 0,3 мкм), рассеивающих свет. Оптическое прозрачное К. с., получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков; обладает наименьшим среди силикатных стекол показателем преломления (n_D = 1,4584) и наибольшим свето-пропусканием, особенно для ультрафиолетовых лучей. Для К. с. характерна высокая термическая и химическая стойкость; температура размягчения К. с. 1400 °С. К. с. хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °С—10^-14 — 10^-16ом^-1м^-1, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °С и частоте 10⁶ гц — 0,0025—0,0006. К. с. применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям.

П. Д. Саркисов.

quartz glass

fused silica, vitreous silica

КВАРЦЕВОЕ СТЕКЛО

КВА́РЦЕВОЕ СТЕКЛО́, силикатное однокомпонентное бесщелочное стекло(см. СТЕКЛО НЕОРГАНИЧЕСКОЕ), получаемое плавлением природных разновидностей кремнезема(см. КРЕМНИЯ ДИОКСИД) — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния при температурах выше 1700 ^оС. Такая стекломасса обладает очень узким интервалом размягчения и характеризуется высокой вязкостью. Из него трудно удаляются пузырьки воздуха. Поэтому кварцевое стекло часто легко узнается по заключенным в нем пузырькам.

Основу микроструктуры кварцевого стекла составляют кремний-кислородные тетраэдры [SiO₄]4-. Эти тетраэдры, соединяясь друг с другом через ионы кислорода, образуют сплошные трехмерные сетки. Дальний порядок(см. ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК) (т.е. строгая периодичность) в расположении тетраэдров отсутствует, что является признаком аморфного тела.

Благодаря высокой химической инертности к действию большинства реактивов, кварцевое стекло получило широкое применение в технологии производства чистых веществ в качестве конструкционного материала (реакторы, ампулы, лодочки, тигли и т.п.). Высокая механическая прочность в сочетании с малым температурным коэффициентом линейного расширения обусловливают высокую стойкость кварцевого стекла к тепловым импульсам. Важнейшим свойством кварцевого стекла является способность выдерживать любые амплитуды температур. Например, кварцевые трубы выдерживают многократное нагревание до 800...900 °C и охлаждение в воде. Брусья из кварцевого стекла, охлаждаемые с одной стороны, сохраняют на противоположной стороне температуру 1500 °C и потому используются в качестве огнеупоров. Тонкостенные изделия из кварцевого стекла выдерживают резкое охлаждение на воздухе от температуры выше 1300 °C и потому с успехом используются для высокоинтенсивных источников света и компонент оптических систем, работающих при высоких температурах.

Из всех видов стекол именно кварцевое лучше всего пропускает ультрафиолетовые лучи(см. УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ). Примеси оксидов металлов и особенно железа снижают эту способность. Поэтому для производства кварцевого стекла, идущего на изделия для работы с ультрафиолетовым излучением, предъявляются особо жесткие требования к чистоте сырья. В особо ответственных случаях кремнезем очищается переводом в тетрафторид кремния SiF₄ (действием плавиковой кислоты(см. ФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА)) с последующим разложением водой на диоксид кремния. Высокое пропускание в середине ультрафиолетовой области спектра позволяет использовать такое стекло в солнечных и бактерицидных лампах, лабораторном оборудовании и специальных электротехнических изделиях.

Кварцевое стекло прозрачно в видимой и инфракрасной области спектра, вплоть до длин волны порядка 4 мкм, обладает высокой стойкостью к ионизирующим излучениям и лазерному излучению. Поэтому оно является ценным оптическим материалом: из него изготавливают линзы, призмы, оптические окна и др. Оптическое прозрачное стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков; обладает наименьшим среди силикатных стекол показателем преломления (n = 1,4584).

По электрическим свойствам кварцевое стекло относится к хорошим высокочастотным диэлектрикам. К сожалению, кварцевое стекло с большим трудом плавится и перерабатывается в изделия. Кварцевое стекло применяется в изделиях специального назначения, а также их него изготавливаются химико-лабораторная посуда, ртутные лампы

Кварцевое стекло по своим свойствам практически эквивалентно чистому плавленому кварцу, однако оно дешевле и может производиться с большим разнообразием форм и размеров.

стекло, получаемое плавлением природных разновидностей горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетич. диоксида кремния. К. с. обладает высокими жаростойкостью, диэлектрич. св-вами, хим. устойчивостью. Из К. с. изготовляют хим. огнеупорную посуду, выпарные чаши для серной кислоты; его широко применяют также в электротехнике, оптике, медицине. Заготовки из чистейшего К. с., получаемого хим. осаждением из газовой фазы, используют для вытягивания кварцевых волоконных световодов.

fused silica, vitreous silica

* * *

quartz glass

vetro di quarzo [di silice]

ква́рцове скло

ква́рцове скло