Ống thủy tinh thạch anh là gì? Ưu điểm của nó là gì?

Ống thủy tinh thạch anh là một vật liệu thủy tinh đặc biệt được làm từ silicon dioxide có độ tinh khiết cao (SiO₂), thường được chế tạo bằng cách nấu chảy, kéo hoặc ép ở nhiệt độ cao. Nó là một vật liệu phi kim loại vô cơ có tính chất vật lý và hóa học tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi trong quang học, điện tử, chất bán dẫn, chiếu sáng, y tế, hóa học và các lĩnh vực khác.

Sự khác biệt chính giữa ống thủy tinh thạch anh và thủy tinh thông thường là độ tinh khiết nguyên liệu thô cao hơn, thường hàm lượng SiO₂ vượt quá 99,9% nên có độ trong suốt cao hơn, hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn, khả năng chịu nhiệt mạnh hơn và ổn định hóa học.

Ưu điểm của ống thủy tinh thạch anh:

1. Chịu nhiệt độ cao
Điểm làm mềm của thủy tinh thạch anh là khoảng 1730oC. Trong sử dụng thực tế, nhiệt độ hoạt động tối đa của nó có thể đạt tới 1450oC và có thể chịu được nhiệt độ cao hơn trong một thời gian ngắn.

Điều này làm cho ống thủy tinh thạch anh rất thích hợp cho các thí nghiệm và ứng dụng công nghiệp trong môi trường nhiệt độ cao, chẳng hạn như nguồn sáng điện, sản xuất chất bán dẫn, lò phản ứng nhiệt độ cao, v.v.

2. Độ ổn định hóa học tuyệt vời
Thủy tinh thạch anh hầu như không phản ứng với bất kỳ chất có tính axit nào. Ngoại trừ axit hydrofluoric (HF), nó có khả năng chống ăn mòn tốt đối với hầu hết các axit, kiềm và muối.

Khả năng chống axit của nó gấp 30 lần so với gốm sứ và 150 lần so với thép không gỉ nên hoạt động tốt trong môi trường axit và kiềm mạnh.

3. Hệ số giãn nở nhiệt cực thấp
Hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh thạch anh rất nhỏ, chỉ bằng 1/6 so với thủy tinh thông thường. Điều này có nghĩa là nó không dễ bị hỏng khi nhiệt độ thay đổi mạnh và phù hợp với những trường hợp cần làm nóng hoặc làm mát nhanh chóng.

Ví dụ, nếu thủy tinh thạch anh được nung nóng đến 1100oC và nhanh chóng cho vào nước lạnh, nó sẽ không bị vỡ.

4. Độ trong suốt cao và tính chất quang học tốt
Thủy tinh thạch anh có độ truyền ánh sáng cực cao trong dải ánh sáng khả kiến, thường lớn hơn 93%.

Nó cũng có độ truyền tốt ở vùng ánh sáng cực tím (UV) và vùng ánh sáng hồng ngoại (IR), phù hợp với các dụng cụ quang học, tia laser, thiết bị sợi quang, v.v.

Các ống thạch anh trong suốt (như dòng MQ-R) có thể được sử dụng để sản xuất các thành phần quang học có độ chính xác cao như thấu kính, lăng kính, cửa sổ, v.v.

5. Hiệu suất cách điện tốt
Thủy tinh thạch anh có điện trở suất cực cao, gấp khoảng 10.000 lần so với thủy tinh thông thường và là vật liệu cách điện tuyệt vời.

Ngay cả ở nhiệt độ cao, tính chất điện của nó vẫn ổn định và phù hợp với các thiết bị điện tử, bao bì bán dẫn, thiết bị điện cao áp và các lĩnh vực khác.

6. Độ tinh khiết và khả năng kiểm soát cao
Ống thủy tinh thạch anh có thể được chuẩn bị thành các mức độ tinh khiết khác nhau khi cần thiết để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau.

Ví dụ, ống thủy tinh thạch anh dùng trong sản xuất chất bán dẫn cần đạt độ tinh khiết cực cao để tránh tạp chất ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị.

7. Hiệu suất xử lý tốt
Thủy tinh thạch anh ở trạng thái nóng chảy có tính lưu động tốt, thuận tiện cho việc vẽ, ép, cắt, khoan và xử lý khác.

Các ống có thông số kỹ thuật khác nhau có thể được chế tạo theo nhu cầu của khách hàng, chẳng hạn như ống thạch anh trong suốt, ống thạch anh màu trắng sữa, ống uốn cong, ống hình cầu, ống có hình dạng đặc biệt, v.v.

Lĩnh vực ứng dụng của ống thủy tinh thạch anh
Do hiệu suất toàn diện tuyệt vời của nó, ống thủy tinh thạch anh được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

Trường quang học:
Dùng để sản xuất thấu kính, lăng kính, cửa sổ quang học, tia laser, thiết bị sợi quang, v.v.
Ống thạch anh trong suốt (dòng MQ-R) thích hợp cho các thiết bị nguồn sáng như đèn hồng ngoại và đèn cực tím.

Công nghiệp điện tử và bán dẫn:
Dùng để sản xuất vật liệu bán dẫn, linh kiện điện tử, bao bì chip, ống chân không,..
Ống thủy tinh thạch anh có độ tinh khiết cao là một trong những vật liệu không thể thiếu trong sản xuất chất bán dẫn.

Công nghiệp chiếu sáng:
Dùng để sản xuất các thiết bị chiếu sáng như đèn thủy ngân cao áp, đèn natri, đèn halogen kim loại.
Ống thạch anh khử hydroxyl (hàm lượng OH dưới 5ppm) đặc biệt thích hợp cho các thiết bị chiếu sáng có yêu cầu độ tinh khiết vật liệu cực cao.

Hóa chất và phòng thí nghiệm:
Dùng để sản xuất các thiết bị trong phòng thí nghiệm như bình phản ứng, bình cầu, ống nghiệm, bộ lọc,..
Áp dụng cho các điều kiện thí nghiệm khắc nghiệt như axit mạnh, kiềm mạnh và nhiệt độ cao.

Y học và công nghệ sinh học:
Dùng để sản xuất cột tinh sạch protein, cột chiết axit nucleic, thiết bị khử trùng ở nhiệt độ cao, v.v.
Áp dụng cho các thí nghiệm có độ chính xác cao như dược phẩm sinh học và giải trình tự gen.

Bảo vệ năng lượng và môi trường:
Được sử dụng trong sản xuất tấm pin mặt trời, máy sưởi điện, bộ trao đổi nhiệt, v.v.
Áp dụng cho môi trường công nghiệp nhiệt độ cao, áp suất cao và ăn mòn cao.

Ống thủy tinh thạch anh là vật liệu thủy tinh đặc biệt có tính chất vật lý và hóa học tuyệt vời. Độ tinh khiết cao, độ trong suốt cao, khả năng chịu nhiệt độ cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp và các đặc tính khác khiến nó không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao. Cho dù được sử dụng trong quang học, điện tử, chất bán dẫn, chiếu sáng, hóa chất, y tế và các lĩnh vực khác, ống thủy tinh thạch anh đã cho thấy giá trị ứng dụng tuyệt vời và triển vọng thị trường rộng lớn.