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Le verre de quartz présenté dans cette section possède des propriétés uniques, c'est pourquoi spectre le plus large application de ce matériau. Fusionné strass- juste une des options matérielles pour fabriquer ce type de verre. Nous plaçons les « matières premières » dans un four chauffé à haute température (environ 1700 0C). Au bout d'un certain temps, on obtient une masse épaisse qui se prête parfaitement au moulage. Cela signifie que la production de produits Formes variées et les tailles ne sont pas un problème pour nous.
Notre verre de quartz possède les propriétés suivantes :
- Bonne résistance : ne craque pas et se casse difficilement. Même s’il est détruit, il reste totalement sans danger pour l’homme, puisqu’il est divisé en fragments arrondis.
- Résistance aux températures élevées et différences significatives de ce paramètre en intérieur et en extérieur.
- La plupart des environnements agressifs ne font pas peur.
- N'absorbe pas la lumière, mais la transmet près de 99 %.
- Transmission de la lumière du spectre UV à la gamme IR.
Domaines d'utilisation
Ce matériau figure actuellement dans la liste des meilleurs isolants, de sorte que le désir d'un grand nombre de nos clients d'acheter du verre de quartz destiné à être utilisé dans les industries de l'éclairage, de l'optique et même de l'électricité est considéré comme tout à fait justifié. Notre verre de quartz est également utilisé pour fabriquer Divers articles intérieur Y compris les tables basses et informatiques, les vases, les supports et étagères, les portes d'armoires, les cabines de douche, etc. Et même dans art contemporain Ce matériau est activement utilisé pour créer de véritables chefs-d'œuvre. (Un peu Plus d'information Vous pouvez obtenir des informations sur les propriétés et les types de verre de quartz ⟶)
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Le charme du quartz de laboratoire 5 juillet 2014
Si vous avez travaillé dans un laboratoire, vous êtes probablement habitué au fait que le verre de laboratoire est en quartz. Cependant, vous ne saviez probablement même pas pourquoi ce verre est si résistant, ce qui ne le rend pas moins difficile à fabriquer. Alors jetez un œil à ces merveilleux gifs de Global Research qui montrent le charme du quartz.
Une petite information :
Ce verre de laboratoire peut résister à des températures insensées et à des réactions chimiques précisément parce qu'il est composé de quartz pur. Cela signifie qu'il ne contient pas toutes les impuretés que le verre ordinaire contient, ce qui facilite sa formation à des températures plus élevées. basses températures. Le verre de laboratoire est plutôt une sorte de cristal de quartz qui a été façonné selon une forme spécifique. Cela signifie que pour le former, une température supérieure à 1600 degrés Celsius est nécessaire.
Le verre de quartz est un verre de silicate monocomposant obtenu en faisant fondre du cristal de roche, du quartz veineux ou optique, du sable de quartz et du dioxyde de silicium synthétique.
Le verre de quartz présente une plage de ramollissement extrêmement étroite et se caractérise par une viscosité élevée, grâce à laquelle la viscosité du verre de quartz fini, même à une température d'environ 2 000 °C, est plus de 100 fois supérieure à la viscosité des verres à plusieurs composants. En plus de la viscosité, le verre de quartz se caractérise par :
Tension de claquage élevée et pratiquement aucune perte sur une large plage de fréquences ;
- faible conductivité diélectrique ;
- haut niveau transmission de la lumière dans une large gamme du spectre, de la région UV courte jusqu'à l'IR moyen (de 160 à 3500 mm).
Le verre de quartz est l'un des meilleurs matériaux isolants, grâce auquel les produits en verre de quartz sont largement utilisés dans les industries électriques, d'éclairage, optiques, médicales et autres. Attention particulière méritent les excellentes propriétés d’isolation électrique du verre de quartz à température élevée, qui détermine la demande dans l'industrie radioélectronique pour ce type de verre comme le verre sous vide électrique.
Verre de quartz : types de verre de quartz et ses domaines d'application
La quantité de conductivité électrique et d'autres propriétés du verre de quartz sont déterminées par les impuretés présentes en nous (Na+, K+, Li+), grâce auxquelles le verre de quartz est divisé en les types suivants :
Verre de quartz opaque – fabriqué à partir de quartz pur ou de sable veineux. Les produits en verre de quartz opaque sont utilisés pour compléter les équipements de laboratoire résistants à la chaleur, les moufles pour fours électriques, les couvercles pour thermocouples et les barres de verre.
Le verre technique transparent est obtenu par fusion de cristal de roche ou de dioxyde de silicium synthétique. Ce type de verre a une transparence élevée et un indice de réfraction minimum, grâce auquel le verre de quartz technique transparent est utilisé pour compléter les équipements de laboratoire, les équipements radio et produire de la fibre de verre.
Verre de quartz optique fabriqué à partir de quartz optique spécial. Le quartz optique a un degré élevé de pureté chimique, ce qui confère au verre optique un degré de transmission de la lumière particulièrement élevé ;
Le verre particulièrement pur est un verre de quartz avec une teneur minimale en bulles, en inclusions et une transmission lumineuse accrue, y compris dans la région IR du spectre. Donc propriétés uniques permettent d'utiliser du verre de quartz particulièrement pur dans la technologie des fibres optiques, la microélectronique, les systèmes de navigation aérospatiale et les instruments optiques de haute qualité.
Le verre céramique, qui présente une résistance élevée à la chaleur et aux radiations, une résistance aux acides et une radiotransparence, est utilisé pour produire une large gamme de produits résistant au feu.
Le verre allié est un verre de quartz contenant des additifs d'alliage dans sa composition.
Le verre est devenu si courant dans nos vies que de nombreuses personnes n’ont aucune idée du nombre de variétés de ce matériau et de la manière dont il est produit. Les Aztèques connaissaient déjà l'une des variétés de ce matériau lorsqu'ils trouvèrent l'obsidienne - le verre volcanique, obtenu naturellement par l'interaction de la lave chaude avec divers rochers et du sable. Le prototype du verre à vitre auquel nous sommes habitués est le mica, un matériau transparent dont les propriétés ressemblent à vitre. Ce n’est qu’au Moyen Âge que l’un des secrets de la fabrication du verre fut révélé et que ses principaux composants furent connus. Il existe de nombreuses variétés de ce matériau transparent, notamment le silicate (le plus courant et le plus utilisé), le verre organique et le verre de quartz. Chaque type a le sien caractéristiques distinctives dans sa composition et sa méthode de production et est doté de certaines propriétés uniques.
Principales caractéristiques du verre de quartz
Ce matériau est considéré comme un type de verre silicaté à la seule différence que le constituant principal n'est pas du sable, mais de la silice. Le dioxyde de silicium dans un tel verre est à l'état amorphe et ne forme pas de liaisons moléculaires rigides. Grâce à cela, le verre de quartz peut facilement résister aux brusques variations de température et possède une plus grande résistance mécanique que le verre ordinaire. À titre de comparaison, vous pouvez chauffer des tubes en verre ordinaire et en verre de quartz sur un brûleur chimique ordinaire, puis abaisser brusquement les deux produits dans eau froide. Le verre ordinaire se couvrira instantanément de fissures, mais rien n'arrivera au verre de quartz.
Les principales caractéristiques du verre de quartz sont :
- résistance mécanique accrue;
- résistance aux vibrations et à l'usure;
- propriétés optiques uniques ;
- résistance aux acides, sels et alcalis même avec hautes températures;
- immunité à tout type de rayonnement, y compris les rayonnements.
Types de verres à quartz
Selon la technologie de production, il existe deux principaux types de ce verre :
- optiquement transparent;
- opaque.
La transmission lumineuse dépend directement de la présence dans le verre de bulles microscopiques remplies de gaz, qui absorbent puis diffusent la lumière. Le verre transparent est obtenu par fusion de cristal de roche. Il a une structure homogène, dans laquelle il n'y a pas d'inclusions étrangères ni de bulles de gaz.
Domaines d'utilisation
Selon le type, le verre au dioxyde de silicium est utilisé dans différents domaines :
- industrie chimique. En raison de l'absence d'interaction du matériau avec des produits chimiques agressifs, diverses verreries de laboratoire en sont fabriquées ;
- énergie. Lors de l'exploitation de lignes à haute tension, les isolateurs à quartz sont largement utilisés ;
- optique. Pour la production de tout dispositif optique de haute précision, on utilise exclusivement des lentilles en verre de quartz. Contrairement au verre de silicate standard, les lentilles en quartz ont des caractéristiques de mise au point presque standard ;
- Biens de consommation courante. L'application la plus courante est belle montre, dont le cadran est protégé par du verre de quartz, ou cher Téléphones portables, dont les écrans possèdent également une coque extérieure réalisée dans ce matériau.
Vous pourrez en apprendre davantage sur la technologie de production de verres à quartz et leurs domaines d'application lors de l'exposition internationale "World of Glass", qui se tiendra au parc des expositions Expocentre. Les visiteurs peuvent profiter de larges expositions thématiques liées au verre : technologies de production, fabrication de produits industriels et ménagers, méthodes et méthodes de transformation, équipements professionnels et ménagers modernes, ainsi que consommables, objets d'intérieur et de décoration en verre.
Dans notre monde, la grande majorité des objets sont fabriqués à partir de 5 à 6 matériaux de base, qui représentent le produit final ou les matières premières pour une production ultérieure. Sans exagération, ces substances incluent le verre. Il fait partie de nombreux appareils et objets, son rôle est donc difficile à surestimer.
Son utilisation généralisée a créé les conditions préalables à la création d'une variété de marques pouvant être utilisées dans n'importe quel domaine. Le verre de quartz est un matériau obtenu par fusion pure de cristal de roche ou de silice. De cette manière, il est possible de produire un excellent verre ignifuge, résistant non seulement à la température ambiante, mais également aux effets des réactifs chimiques.
Le verre de quartz selon GOST 15130-86 doit avoir certaines caractéristiques qui lui permettraient de remplir les fonctions qui lui sont assignées. Tous les paramètres ont été obtenus grâce à des calculs minutieux et tests de laboratoire. Au cœur de chacun norme d'état La sécurité est une préoccupation, alors ne négligez pas ces recommandations.
Le document fixe des limites assez strictes dans lesquelles telle ou telle valeur peut évoluer. Si au moins un critère ne répond pas, l’utilisation du verre ne peut pas être approuvée. Par conséquent, tous les fabricants sont soumis à une procédure de contrôle de qualité, à la suite de laquelle ils reçoivent un certificat et une licence leur donnant le droit d'exercer des activités commerciales conformément à Législation actuelle Fédération Russe.
Fabriquer du verre de quartz d'un point de vue technologique est tout à fait processus simple. Il sera beaucoup plus difficile de trouver des matières premières de haute qualité, car le résultat final dépendra directement des composants utilisés.
Ici, cela se manifeste particulièrement clairement, puisqu'une seule matière première est utilisée comme ingrédient principal, ce qui signifie que sa qualité est presque entièrement transférée au produit final. Il ne sera pas possible d'améliorer les paramètres en ajoutant des impuretés, car il s'agira alors d'une marque de verre complètement différente. Donc le plus meilleures vues Le verre de quartz ne peut être obtenu qu'à partir du cristal de roche le plus pur, sans impuretés.
Production de matériel
Le processus de production du verre de quartz comprend plusieurs étapes technologiques :
- 1. Tout d’abord, les matières premières sont préparées. Pour ce faire, le cristal de roche, la silice, le sable de quartz pour le verre et parfois les produits brisés sont soigneusement broyés jusqu'à l'état de poudre. Cela se fait à l'aide d'une presse qui, sous pression, émiette tous les composants répertoriés, qui sont ajoutés dans un récipient commun.
- 2. Ensuite, la poudre est fondue dans des fours spéciaux, avec présence d'un creuset en graphite dans la chambre intérieure. Seuls des fours électriques et un espace airless sont utilisés afin que rien d'inutile ne tombe dans la composition.
- 3. Ensuite, la masse fondue subit des procédures de stabilisation et de refroidissement sous une pression appropriée. Cela lui permet d'acquérir les propriétés nécessaires.
- 4. Ceci est suivi du processus de contrôle qualité et de l’envoi du produit à l’entrepôt. Le verre ne nécessite plus de trempe ou de traitement supplémentaire.
Malgré la simplicité du processus, le respect scrupuleux de toutes les conditions est requis. Une violation peut entraîner une défaillance de l'ensemble du mécanisme, et le produit résultant devra alors être envoyé pour élimination. Une variété de produits en verre de quartz sont principalement utilisés dans les laboratoires de chimie.
Ceci est facilité par une résistance élevée aux environnements agressifs, qui permet de réaliser diverses expériences et de stocker substances dangereuses avec un risque minimal de fuite. De petits inserts en verre de ce type sont également utilisés dans la production de lentilles de Fresnel. En tant que matière première, il peut être inclus dans les matériaux de construction résistants au feu.
Propriétés et applications
La possibilité d'utiliser un matériau dans un but particulier est déterminée par son caractéristiques techniques. C'est grâce à la connaissance de ces valeurs que l'on peut faire choix conscient. Essentiellement, ce type Le matériau a une portée très étroite, de sorte que de nombreux consommateurs ne savent même pas de quoi il s’agit. Seuls les chimistes et les travailleurs impliqués dans la fabrication directe des produits doivent comprendre cela.
Les propriétés du verre de quartz diffèrent légèrement de celles standard :
- - a une réfraction minimale parmi tous les verres à base d'oxyde de silicium et possède donc la meilleure transmission lumineuse ;
- - possède une excellente résistance thermique, inaccessible aux autres verres ;
- - présente des propriétés diélectriques, il peut donc servir d'isolant.
Types de verre
Il existe deux variétés : le verre de quartz opaque et transparent. Ce paramètre est déterminé par le nombre de bulles de gaz dans la structure du matériau. Plus il y en a, moins il y a de transparence. Lors de la fusion, il est impossible de contrôler le processus de formation, le résultat final ne dépend donc que du choix des matières premières.
Par exemple, le verre de quartz optique est obtenu en fondant exclusivement du cristal de roche pur sans ajouter d'autres matières premières. Le résultat est un verre homogène sans signes visibles de bulles de gaz dans sa structure.
Le prix du verre de quartz dépend du type de produit. Il n'est pas vendu en vidéo en feuille en raison de l'absence d'un tel besoin. Quant aux produits en verre, ils coûtent environ mille roubles.
Le verre est l'un des matériaux les plus anciens, largement utilisé dans tous les domaines de l'activité humaine pratique en raison de son ensemble de qualités et de propriétés utiles. Au cours de son existence (qui dure plus de 5 mille ans), il formule chimique est resté pratiquement le même, seules ses qualités ont changé.
Verre à quartz
Pendant pendant de longues années l'homme a cherché à créer un verre de plus en plus transparent et résistant à divers facteurs destructeurs. Grâce à cette amélioration ciblée, des verres à quartz sont apparus - complètement nouveau genre matériau aux caractéristiques époustouflantes. C'est peut-être ce verre qui déterminera la direction la poursuite du développement humanité.
Le verre de quartz est un produit de la fusion d'oxyde de silicium pur (SiO 2). Contrairement au verre ordinaire, ce matériau est dans un état amorphe, c'est-à-dire qu'il n'a pas de point de fusion exact et, lorsqu'il est chauffé, il passe progressivement de l'état solide à l'état liquide. C’est en grande partie grâce à cette propriété que le verre de quartz, ou de silicate, a trouvé une si large application dans l’industrie.
Structure en verre de quartz
Le caractère amorphe du matériau s’explique par sa structure à base de tétraèdres silicium-oxygène. Les molécules de SiO 2 se « lient » entre elles grâce à attraction mutuelle atomes d'oxygène.
Ensemble, ils forment des réseaux tridimensionnels, malgré le fait qu'il n'y a pas d'ordre strict dans la disposition des molécules les unes par rapport aux autres. C'est pourquoi les verres de quartz possèdent les propriétés des matériaux amorphes.
Comme d'habitude, il est obtenu par fusion des matières premières. La silice pure peut être utilisée telle quelle - cristal de roche, sable de veine, ainsi que l'oxyde de silicium obtenu artificiellement.
Différences entre le verre de quartz et le verre ordinaire
En fonction du type de matière première sélectionnée, certaines propriétés du produit final sont déterminées. Ainsi, pour obtenir un matériau limpide et transparent, on utilise du cristal de roche.
La principale différence entre le verre silicaté et le verre ordinaire est le point de fusion élevé - plus de 1 500 C o. Dans ce cas, l'oxyde de silicium commence à émettre un rayonnement lumineux intense dans le spectre visible, c'est-à-dire qu'il commence à briller.
En raison de la structure amorphe de la matière première, le processus de fusion peut se poursuivre pendant un temps considérable. La composition fondue a une viscosité élevée, ce qui ne lui permet pas de fondre ou de bouger. Cela rend difficile la production de verre de quartz avec une épaisseur de paroi uniforme.
Caractéristiques de production
En raison de toutes les caractéristiques énumérées, la production de verre silicaté n'est possible que sur des équipements spécialisés. Les fusions doivent maintenir une température élevée et pour créer des produits en verre, il est nécessaire de maintenir un jet de flamme nue à une température de 1 800 C et plus.
Il existe des exigences particulières pour locaux de production- il doit être stérile. Une petite quantité de particules étrangères entraînera inévitablement le fait que le verre de quartz fini se fissurera bientôt et perdra ses propriétés.
Les employés de production - les souffleurs de verre - doivent aussi avoir des qualités particulières. Ils doivent faire face à des températures extrêmement élevées : une seule erreur lors du fonctionnement peut entraîner des blessures graves et des brûlures.
Tous les principaux outils de soufflage de verre sont fabriqués à partir de matériaux résistants à la chaleur - granit, tungstène, qui, entre autres, sont lourds. Les employés doivent donc être physiquement forts et résilients.
Propriétés du verre de quartz
Le verre silicaté a faible niveau de rendement conductivité électrique, il est donc souvent utilisé comme diélectrique dans les appareils électriques complexes. Les principales propriétés bénéfiques du verre de quartz peuvent être divisées en trois groupes :
- Thermique. Résistance aux températures élevées (1200 C o), coefficient de dilatation thermique élevé (15 fois supérieur à celui du verre ordinaire), qui détermine la résistance aux fluctuations brusques et importantes de température (en production, les produits sont refroidis avec un jet d'eau glacée).
- Chimique. Le verre est chimiquement neutre et ne réagit pas avec tous les alcalis et acides, à l'exception de l'acide phosphorique et fluorhydrique (la réaction commence à des températures supérieures à 300 C o).
- Optique. L'indice de réfraction du verre de quartz est 150 fois inférieur à celui du verre ordinaire (n e = 1,46). Grâce à cela, il transmet parfaitement non seulement la lumière du soleil et la lumière ordinaire, mais ne bloque pas non plus le rayonnement infrarouge ou ultraviolet.
Toutes ces propriétés permettent d'utiliser le verre de quartz comme Matériau de construction, ainsi que pour la production de verrerie de laboratoire, d'instruments optiques, d'équipements électriques, de matériaux réfractaires résistants à la chaleur. L'un de ses principaux domaines d'application est la production de fibres optiques.
Verre de quartz optique
Selon la technologie utilisée dans la production, le verre de quartz peut être opaque ou transparent. Dans le premier cas, sa structure contiendra un grand nombre de des bulles de gaz qui diffusent intensément la lumière.
Le verre transparent, ou verre optique à quartz, comme on l'appelle aussi, est absolument homogène et ne contient pas de bulles. Grâce à cette caractéristique, le matériau est utilisé dans la production de transmissions de données à grande vitesse, de lentilles optiques et de prismes.
Marques et séries de verre optique
Il existe plusieurs marques KU-1, KI et KV. Les produits diffèrent par leur capacité à transmettre les rayonnements visibles, ultraviolets et infrarouges. Le verre le plus transparent est la marque KI - il est capable de transmettre la lumière à une longueur d'onde de 2600-2800 nm, le moins transparent est KV.
Selon les matières premières utilisées, le verre optique à quartz peut avoir différentes capacités de transmission de la lumière. GOST 15130-86 contient des informations sur trois séries :
- 0 - matériau utilisé dans des conditions normales de fonctionnement ;
- 100 - verre résistant aux rayonnements ionisants de faible niveau ;
- 200 - matières premières pouvant être utilisées dans des conditions de rayonnements ionisants intenses.
La marque et la série de verre constituent le code produit. Il est appliqué en production et détermine le type spécifique de verre. Notre pays ne dispose pas d'un système de cryptage unifié, chaque entreprise désigne donc ses produits selon sa propre compréhension.
Champ d'application
Un grand nombre de produits différents sont fabriqués à partir de verre silicaté. Dans les laboratoires scientifiques et industriels, les tubes en verre de quartz sont très demandés, utilisés pour mesurer les niveaux de liquides, fabriquer des appareils de chauffage électriques et conduire réactions chimiques et le stockage de substances agressives.
Le verre opaque est également largement utilisé dans la production. Il est utilisé là où le contrôle de produits liquides à haute température est nécessaire et, en raison de son faible coût, est utilisé partout.
Le verre optique est utilisé dans la construction navale et dans les fusées, principalement pour la production d'appareils d'éclairage. Dans les usines pétrochimiques, ce matériau est apprécié pour sa haute résistance aux produits chimiques et est utilisé pour contrôler les liquides agressifs. Dans les avions, il est utilisé pour vitrer les cabines et sert également d’isolation thermique.
Les fabricants fabriquent des produits conformément aux exigences de GOST 22291-83. Le verre de quartz, les tubes, les fenêtres, les prismes, les lentilles et d'autres produits sont produits à la fois en vrac et individuellement.
