Quartz vè konsiste sèlman nan diyoksid Silisyòm, ak modèl la estriktirèl kounye a lajman aksepte se modèl la kontinyèl o aza rezo (CRN). Nan modèl sa a, atòm Si ak O fòme estrikti tetraedral Si-O ki gen twa dimansyon prèske pafè. Yon dyagram chema montre mikwostrikti planè vè kwatz pite ki gen gwo -ak aranjman espasyal li yo montre nan figi a. Lyezon chimik Si-O yo gen gwo enèji lyezon ak longè lyezon kout, sa ki lakòz yon estrikti espasyal trè kontra enfòmèl ant. Akòz entegrite ak sere nan estrikti rezo mikwoskopik li yo, gwo -pite vè kwatz montre yon seri pwopriyete ekselan ak inik konplè, tankou transmisyon optik siperyè, rezistans radyasyon, estabilite tèmik, ak estabilite chimik.
Istwa preparasyon vè kwatz la depi 1839, lè Fransè Gandin te reyisi pwodwi yon moso glas opak lè li fonn sab kwatz ak yon flanm idwojèn-oksijèn. Depi lè sa a, peyi atravè mond lan te aktivman angaje nan rechèch ak devlopman nan teknoloji fabrikasyon vè kwatz. Nouvo metòd pwodiksyon te parèt, pwosesis fabrikasyon yo te kontinye amelyore, ak endistri a te fè eksperyans kwasans rapid.
Metòd raffinage gaz la enplike lè l sèvi avèk yon flanm dife idwojèn -oksijèn pou fonn kwatz natirèl, ak Lè sa a, piti piti depoze materyèl la fonn sou sifas yon sib vè kwatz pou jwenn yon ingot vè kwatz. Matyè premyè pou tou de metòd fizyon elektrik la ak metòd raffinage gaz la se sab kwatz. Gwo -pite kwatz vè gen kondisyon trè sevè pou sab kwatz, men sous mondyal yo ki gen gwo -pite minrè kwatz yo sitou sitiye nan peyi tankou Etazini, Nòvèj, ak Ostrali. Lachin se yon gwo konsomatè sab kwatz pite -, men sous yo nan minrè kwatz pite segondè- depann sitou sou enpòtasyon. Degre segondè nan depandans sou enpòtasyon matyè premyè ka afekte estabilite nan devlopman endistriyèl. Se poutèt sa, devlope pwosesis la preparasyon pou vè kwatz sentetik se patikilyèman enpòtan.
Pwosesis preparasyon vè kwatz sentetik sitou gen ladan depo vapè chimik (Depo chimik vapè, CVD), depo vapè chimik plasma (PCVD), metòd endirèk depo vapè chimik ak metòd sol-jèl.
Vè kwatz kapab tou klase nan vè kwatz opak ak vè kwatz transparan ki baze sou transparans li yo:
Vè kwatz opak gen yon gwo kantite ti bul ak lòt patikil gaye, ki prezante yon aparans opak oswa semi-opak. Li ka itilize pou fabrike réacteurs sentèz, vè optik, ak kreze k ap fonn pou Silisyòm kristal sèl -.
Vè kwatz transparan gen yon ti kantite pwen gaye ti wonn, anjeneral eksprime nan ppm. Kondisyon yo preparasyon pou vè kwatz transparan yo pi sevè pase sa yo pou vè kwatz opak, epi li gen yon seri aplikasyon pi laj. Li se yon materyèl enpòtan pou prepare konpozan optik kalite siperyè-.
Pèfòmans nan vè kwatz se pre relasyon ak pite chimik li yo, ki se enfliyanse pa matyè premyè yo ak pwosesis la preparasyon. Defo komen nan vè kwatz ka divize an de kategori: domaj estriktirèl ak domaj makroskopik. Jan yo montre nan figi a, pandan pwosesis kwasans natirèl kwatz kristal, divès kalite domaj yo inevitableman pwodui. Nan pwosesis preparasyon an nan pwodwi vè, akòz limit yo nan pwosesis preparasyon an ak anviwònman an opere, yo ka prezante divès kalite enpurte, yo ka pwodwi estrès rezidyèl, e konsa domaj estriktirèl ak domaj makroskopik ka rive. Defo estriktirèl vè kwats ki te koze pa entwodiksyon de enpurte nan gri atomik Si -O, sitou ki gen ladan enpurte metal ak gwoup idroksil: enpurte metal sitou soti nan sab kwatz, ak enpurte metal tankou Fe ak Cr ka mennen nan diminisyon absòpsyon. Gwoup idwoksil yo nan vè kwats anjeneral soti nan flanm idwojèn-oksijèn. Gwoup hydroxyl yo pral afekte estabilite Si-O kosyon an, diminye estabilite chimik vè kwatz la, ankouraje ensidan fenomèn kristalizasyon, epi an menm tan, gwoup idroksil yo ap ogmante pèt optik nan rejyon enfrawouj tou pre -enfrawouj ak mitan{10}}enfrawouj. Gwoup absòpsyon Vibration nan lyezon Si-OH nan longèdonn espesifik tankou 2.72, 1.39, ak 0.9 μm pral afekte aplikasyon an nan vè kwatz nan jaden yo nan fib optik ak lazè.
Defo makwoskopik vè kwatz sitou gen ladan bul, enklizyon, bann ak fant, elatriye. Defo sa yo anjeneral rive akòz pite ensifizan nan matyè premyè yo oswa pwosesis preparasyon move. Viskozite kwatz la nan eta a fonn se wo, ak bul yo entèn yo difisil yo chape poukont yo. Si pwosesis la k ap fonn pa strik, ka gen tou yon fenomèn kote matyè premyè entèn yo pa konplètman fonn anvan yo te ankapsule pa kwatz la deja fonn sou sifas la. An menm tan an, vè kwatz se yon pòv kondiktè tèmik. Pandan pwosesis la refwadisman, chanjman tanperati yo nan sifas la ak enteryè a se konsistan, fòme yon gradyan tanperati gwo, jenere estrès tèmik, ak twòp estrès tèmik ka menm lakòz fann lokal yo. Diminye defo divès kalite andedan vè kwatz ak asire ekselan pwopriyete optik li yo se yon enpòtans enpòtan.
Nan pwosesis pou prepare vè kwats pa metòd CVD endirèk la, sou yon bò, yo itilize konpoze ki gen gwo -pite Silisyòm- pou diminye kontni an nan enpurte metal. Nan lòt men an, SINTERING se anplwaye pou dehydroxylation, efektivman diminye konsantrasyon idroksil nan vè kwatz, fè li pi siperyè nan pèfòmans transmisyon gwo twou san fon iltravyolèt, ak yon papòt ki pi wo pou rezistans domaj lazè, ak plis amelyore pwopriyete optik li yo.
Sepandan, lè vè kwatz chofe nan tanperati ki wo ak Lè sa a, refwadi nan tanperati chanm, se estrès tèmik pwodwi, ak estrès la inegal entèn pral gen yon enpak siyifikatif sou pwopriyete yo optik nan pwodwi a. Distribisyon inegal nan estrès pral lakòz endèks la refraksyon nan diferan rejyon nan vè kwatz chanje, sa ki lakòz chanjman nan chemen an optik ak entansite limyè nan limyè a pase nan glas la kwatz, jenere refraksyon inegal ak gaye, ak diminye inifòmite optik nan pwodwi a. An menm tan an, efè birefringans -pwovoke estrès la pral lakòz vag limyè a defòme. Nan gwo -aparèy lazè pouvwa, distòsyon nan vag la pral dirèkteman afekte estabilite nan gwo bout bwa lazè a, ak estrès entèn la ka mennen tou nan yon diminisyon nan rezistans nan domaj lazè nan kwatz vè, diminye lavi sèvis li yo ak fyab.
Pou aparèy optik waveguide tankou griyaj waveguide etalaj, lazè, filtè reglabl, elatriye, birefringans estrès se tou yon pwoblèm ki pa ka inyore. Akòz efè birefringans estrès, karakteristik pwopagasyon limyè yo chanje, sa ki lakòz chanjman polarizasyon ak polarizasyon -pèt depandan. Zòn nan ensiste ka menm chanje fòm nan mòd nan aparèy la ond optik, seryezman afekte pèfòmans nan ak estabilite nan aparèy la.
Lè nou kontwole estrès nan glas kwatz, konpayi nou an ka evite jenerasyon defo grav tankou krak, asire pwopriyete ekselan optik li yo, kidonk amelyore sede ak fyab vè kwatz, epi pèmèt li satisfè bezwen divès kalite aplikasyon optik epi jwe yon wòl enpòtan nan aplikasyon endistriyèl.
