ما هو أنبوب زجاج الكوارتز؟ ما هي مزاياها؟

أنبوب زجاج الكوارتز هي مادة زجاجية خاصة مصنوعة من ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاء (SiO₂)، وعادة ما يتم تصنيعها عن طريق الذوبان أو السحب أو الضغط بدرجة حرارة عالية. إنها مادة غير معدنية غير عضوية ذات خصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة، وتستخدم على نطاق واسع في البصريات والإلكترونيات وأشباه الموصلات والإضاءة والمجالات الطبية والكيميائية وغيرها.

الفرق الرئيسي بين أنبوب زجاج الكوارتز والزجاج العادي هو أن نقاء المواد الخام أعلى، وعادةً ما يتجاوز محتوى SiO₂ 99.9٪، لذلك يتمتع بشفافية أعلى، ومعامل تمدد حراري أقل، ومقاومة أقوى للحرارة واستقرار كيميائي.

مزايا أنبوب زجاج الكوارتز:

1. مقاومة درجات الحرارة العالية
تبلغ نقطة تليين زجاج الكوارتز حوالي 1730 درجة مئوية. في الاستخدام الفعلي، يمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى 1450 درجة مئوية، ويمكنه تحمل درجات الحرارة المرتفعة لفترة قصيرة.

وهذا يجعل أنابيب زجاج الكوارتز مناسبة جدًا للتجارب والتطبيقات الصناعية في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، مثل مصادر الضوء الكهربائية، وتصنيع أشباه الموصلات، والمفاعلات ذات درجات الحرارة العالية، وما إلى ذلك.

2. استقرار كيميائي ممتاز
بالكاد يتفاعل زجاج الكوارتز مع أي مواد حمضية. باستثناء حمض الهيدروفلوريك (HF)، فهو يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل لمعظم الأحماض والقلويات والأملاح.

مقاومته للأحماض تبلغ 30 مرة مقاومة السيراميك و150 مرة مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ، لذلك فهو يعمل بشكل جيد في البيئات الحمضية والقلوية القوية.

3. معامل التمدد الحراري منخفض للغاية
معامل التمدد الحراري لزجاج الكوارتز صغير جدًا، حوالي 1/6 من معامل التمدد الحراري للزجاج العادي. وهذا يعني أنه ليس من السهل أن ينكسر عند التعرض لتغيرات جذرية في درجات الحرارة، وهو مناسب للمناسبات التي تتطلب تسخينًا أو تبريدًا سريعًا.

على سبيل المثال، إذا تم تسخين زجاج الكوارتز إلى 1100 درجة مئوية ووضعه بسرعة في الماء البارد، فلن ينكسر.

4. شفافية عالية وخصائص بصرية جيدة
يتمتع زجاج الكوارتز بنفاذية عالية للغاية للضوء في نطاق الضوء المرئي، وعادة ما تكون أكبر من 93%.

كما أن لديها نفاذية جيدة في منطقة الضوء فوق البنفسجي (UV) ومنطقة ضوء الأشعة تحت الحمراء (IR)، وهي مناسبة للأدوات البصرية، والليزر، وأجهزة الألياف البصرية، وما إلى ذلك.

يمكن استخدام أنابيب الكوارتز الشفافة (مثل سلسلة MQ-R) لتصنيع مكونات بصرية عالية الدقة مثل العدسات والمنشورات والنوافذ وما إلى ذلك.

5. أداء جيد للعزل الكهربائي
يتمتع زجاج الكوارتز بمقاومة عالية للغاية، حوالي 10000 مرة من الزجاج العادي، وهو مادة عزل كهربائي ممتازة.

حتى في درجات الحرارة المرتفعة، تظل خواصها الكهربائية مستقرة، وهي مناسبة للمعدات الإلكترونية وتغليف أشباه الموصلات والأجهزة الكهربائية ذات الجهد العالي وغيرها من المجالات.

6. درجة نقاء عالية وإمكانية التحكم
يمكن تحضير أنابيب زجاج الكوارتز بمستويات نقاء مختلفة حسب الحاجة لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة.

على سبيل المثال، تحتاج أنابيب زجاج الكوارتز المستخدمة في تصنيع أشباه الموصلات إلى تحقيق درجة نقاء عالية للغاية لتجنب الشوائب التي تؤثر على أداء الجهاز.

7. أداء المعالجة الجيد
يتمتع زجاج الكوارتز بسيولة جيدة في الحالة المنصهرة، وهو مناسب للرسم والضغط والقطع والحفر والمعالجة الأخرى.

يمكن تصنيع الأنابيب ذات المواصفات المختلفة وفقًا لاحتياجات العملاء، مثل أنابيب الكوارتز الشفافة، وأنابيب الكوارتز الأبيض الحليبي، والأنابيب المنحنية، والأنابيب الكروية، والأنابيب ذات الشكل الخاص، وما إلى ذلك.

مجالات تطبيق أنابيب زجاج الكوارتز
نظرًا لأدائها الشامل الممتاز، فإن أنابيب زجاج الكوارتز تستخدم على نطاق واسع في المجالات التالية:

المجال البصري:
تستخدم في صناعة العدسات، والمنشورات، والنوافذ البصرية، وأجهزة الليزر، وأجهزة الألياف الضوئية، وما إلى ذلك.
أنابيب الكوارتز الشفافة (سلسلة MQ-R) مناسبة لمعدات مصدر الضوء مثل مصابيح الأشعة تحت الحمراء ومصابيح الأشعة فوق البنفسجية.

صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات:
تستخدم لتصنيع مواد أشباه الموصلات، والمكونات الإلكترونية، وتغليف الرقائق، والأنابيب المفرغة، وما إلى ذلك.
تعتبر أنابيب زجاج الكوارتز عالية النقاء واحدة من المواد التي لا غنى عنها في تصنيع أشباه الموصلات.

صناعة الإضاءة:
تستخدم في صناعة معدات الإضاءة مثل مصابيح الزئبق عالي الضغط، ومصابيح الصوديوم، ومصابيح الهاليد المعدني.
تعتبر أنابيب الكوارتز منزوعة الهيدروكسيل (محتوى OH أقل من 5 جزء في المليون) مناسبة بشكل خاص لمعدات الإضاءة ذات متطلبات نقاء المواد العالية للغاية.

الكيميائية والمخبرية:
تستخدم في صناعة معدات المختبرات مثل المفاعلات والدوارق وأنابيب الاختبار والمرشحات وغيرها.
تنطبق على الظروف التجريبية القاسية مثل الأحماض القوية والقلويات القوية ودرجات الحرارة المرتفعة.

الطب والتكنولوجيا الحيوية:
تستخدم لتصنيع أعمدة تنقية البروتين، وأعمدة استخلاص الحمض النووي، ومعدات التعقيم ذات درجة الحرارة العالية، وما إلى ذلك.
تنطبق على التجارب عالية الدقة مثل المستحضرات الصيدلانية الحيوية وتسلسل الجينات.

الطاقة وحماية البيئة:
يستخدم في صناعة الألواح الشمسية والسخانات الكهربائية والمبادلات الحرارية وغيرها.
تنطبق على درجات الحرارة العالية والضغط العالي والبيئات الصناعية شديدة التآكل.

أنبوب زجاج الكوارتز عبارة عن مادة زجاجية خاصة ذات خصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة. إن نقائه العالي، وشفافيته العالية، ومقاومته لدرجات الحرارة العالية، ومعامل التمدد الحراري المنخفض وخصائص أخرى تجعله لا غنى عنه في العديد من مجالات التكنولوجيا المتقدمة. سواء تم استخدامها في مجال البصريات، والإلكترونيات، وأشباه الموصلات، والإضاءة، والمواد الكيميائية، والمجالات الطبية وغيرها، فقد أظهرت أنابيب زجاج الكوارتز قيمة تطبيق ممتازة وآفاق سوقية واسعة.