لوله کوارتز (عمدتاً متشکل از دیاکسید سیلیکون، SiO2) در دماهای بالا پایداری شیمیایی از خود نشان میدهند که تحت تأثیر چندین عامل کلیدی قرار دارد. عوامل اصلی عبارتند از:
۱. دما
با افزایش دما، پایداری شیمیایی لولههای کوارتز عموماً ثابت باقی میماند. در دماهای بالا (بیش از ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد)، لولههای کوارتز ممکن است دچار تغییرات ساختاری مانند اعوجاج شبکه یا انتقال فازی شوند. با این حال، لولههای کوارتز معمولاً میتوانند دماهای تا ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد را بدون واکنشهای شیمیایی قابلتوجه تحمل کنند. به همین دلیل، لولههای کوارتز در کاربردهای صنعتی که با دماهای بسیار بالا سروکار دارند، مانند تولید نیمهرساناها یا واکنشهای شیمیایی در دماهای بالا، بهطور گسترده استفاده میشوند.
۲. جو
ثبات لوله کوارتز بسته به جوّ شیمیایی متغیر است. در اکسیژن خالص یا گازهای بیاثر مانند آرگون یا نیتروژن، لولههای کوارتز بسیار پایدار هستند. با این حال، در جوّهایی که حاوی اکسیژن یا هالوژنها هستند، بهویژه در دماهای بالاتر از ۵۰۰ درجهٔ سانتیگراد، لولههای کوارتز ممکن است با این گازها واکنش نشان دهند. برای مثال، لولههای کوارتز ممکن است با اکسیژن واکنش داده و سیلیکاتها را تشکیل دهند. این واکنش بهویژه در کاربردهای صنعتی که شامل گازهای خورنده هستند، اهمیت دارد.
۳. ناخالصیها
وجود ناخالصیها در لولههای کوارتز میتواند بهطور قابلتوجهی بر پایداری شیمیایی آنها تأثیر بگذارد. برای مثال، ناخالصیهای فلزی مانند آهن و آلومینیوم میتوانند در دماهای بالا با سیلیکا واکنش داده و سیلیکاتهای پیچیدهای تشکیل دهند که پایداری ماده را کاهش میدهد. برای بهبود خلوص لولههای کوارتز، معمولاً از مواد اولیه با خلوص بالا و فرآیندهای تصفیه ویژه در تولید استفاده میشود. این امر بهویژه در صنایعی که نیاز به خلوص بسیار بالای مواد دارند، مانند صنایع اپتیک و الکترونیک، بسیار حیاتی است.
۴. تغییرات حالت فیزیکی
اگرچه لوله کوارتز دیاکسید سیلیکون در دماهای بالا نسبتاً پایدار است، اما در دماها و فشارهای بسیار بالا میتواند دچار تغییرات حالت فیزیکی شود. بهویژه در دماهای بالاتر از ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد، کوارتز ممکن است شروع به نرم شدن یا حتی ذوب شدن کند. این ویژگی باید در کاربردهایی که در محیطهای شدید قرار دارند مدنظر قرار گیرد، جایی که طراحی مناسب مواد و اقدامات حفاظتی ضروری است.
۵. زمان
قرار گرفتن طولانیمدت در معرض دماهای بالا میتواند به تخریب تدریجی لولههای کوارتز منجر شود. بهویژه زمانی که مواد شیمیایی واکنشپذیر در جو وجود دارند، لولههای کوارتز ممکن است بهتدریج پایداری مکانیکی و شیمیایی خود را از دست بدهند. در برخی کاربردهای صنعتی، مانند استفاده از کورههای دمایی بالا، ترکیب جو اغلب کنترل میشود و زمانهای قرارگیری در معرض به حداقل میرسند تا عمر لولههای کوارتز افزایش یابد.
مثال کاربردی
در تولید نیمههادی در دمای بالا،, لوله کوارتز اغلب در فرآیندهای رسوبگذاری بخار شیمیایی (CVD) استفاده میشوند که نیازمند دماهای بسیار بالا و کنترل دقیق جو هستند. با کنترل دقیق جوهای داخلی و خارجی لولههای کوارتز و تضمین خلوص مواد، سازندگان میتوانند بهطور قابلتوجهی عمر تجهیزات را افزایش داده و بهرهوری تولید را بهبود بخشند.
GlobalQT در تولید محصولات با کیفیت بالا تخصص دارد. لوله کوارتز برای کاربردهای صنعتی گوناگون. برای جزئیات بیشتر، لطفاً از ما دیدن فرمایید. سایت و یا ایمیل با ما در contact@globalquartztube.com.
