Caraterísticas dos tubos de quartzo com filtragem UV

Tubos de quartzo com filtragem UV são tubos de vidro de quartzo especialmente tratados, concebidos para bloquear seletivamente comprimentos de onda ultravioleta (UV) específicos, mantendo uma elevada transparência nas gamas do visível e do infravermelho. As suas principais caraterísticas incluem:

1. Desempenho de bloqueio de UV

Comprimento de onda de corte:

• Os modelos mais comuns bloqueiam os raios UV abaixo 280 nm (UV-C) ou 320 nm (UV-B), permitindo a transmissão principalmente acima de 320 nm (UV-A, luz visível e infravermelhos).
• Alguns quartzos de elevada pureza (por exemplo, JGS1) transmitem naturalmente UV até 185 nmque requerem dopagem com elementos como titânio (Ti) ou cério (Ce) para obter o corte de UV.

Eficiência de filtragem:

• Para UV-C (200-280 nm), a eficiência de filtragem pode atingir >99% em tubos de quartzo dopados com Ti.

2. Propriedades ópticas

Transmitância:

• Gama de luz visível (400-700 nm): ≥90%
• Gama de infravermelhos (700-2500 nm): ≥85%
• Limite de corte UV acentuado: Por exemplo, a transmitância pode saltar de 0% a 280 nm para 80% a 300 nm.

Índice de refração: 1,458 (@589 nm), igual ao vidro de quartzo normal.

3. Material e estrutura

Material da base:

• Quartzo sintético de elevada pureza (SiO₂ ≥ 99,99%) com baixo teor de hidroxilo (<5 ppm) para minimizar a absorção de IV.

Elementos de dopagem:

• Titânio (Ti), cério (Ce), ferro (Fe), etc., utilizados para ajustar os picos de absorção UV.

Propriedades físicas:

• Densidade: 2,2 g/cm³
• Dureza de Mohs: 7
• Resistência à flexão: ≥50 MPa
• Coeficiente de expansão térmica: 5,5×10-⁷/°C (20-300 °C)
• Excelente resistência ao choque térmico

4. Durabilidade ambiental

Resistência a altas temperaturas:

• Utilização contínua até 1100 °C, a curto prazo até 1300 °C (nota: a dopagem pode reduzir ligeiramente a tolerância térmica).

Resistência à corrosão:

• Resistente aos ácidos (exceto HF) e ao vapor; os ambientes alcalinos (por exemplo, KOH) podem corroer a superfície.

Estabilidade à radiação:

• Suporta a exposição a raios γ e a raios X sem escurecer; o quartzo dopado com Ce apresenta uma resistência superior à radiação.

5. Cenários de aplicação

Proteção UV:

• Mangas exteriores de proteção para lâmpadas germicidas (bloqueiam os UV-C nocivos, permitem os UV-B/UVA úteis).
• Fotolitografia de semicondutores (controlo preciso do comprimento de onda de exposição).

Dispositivos ópticos:

• Janelas do espetrómetro, invólucros dos tubos laser (concebidos para bandas de luz específicas).

Iluminação especial:

• Iluminação do aquário (proteção UV para a vida aquática).

6. Precauções

• Evitar o impacto mecânico: O quartzo é frágil - a proteção contra choques é essencial durante a instalação.
• Limpeza: Utilizar álcool ou água desionizada; evitar objectos duros.
• Vida útil: A exposição prolongada ao calor e aos raios UV pode causar uma degradação lenta devido à migração de dopantes.

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Comparação: Tubo de Quartzo com Filtragem UV vs. Tubo de Quartzo Padrão

Caraterística	Tubo de quartzo com filtragem UV	Tubo de quartzo padrão
Transmitância UV (<300 nm)	<1%	>90% (por exemplo, JGS1)
Elementos de dopagem	Ti/Ce/Fe	Nenhum
Custo	Superior (+30-50%)	Inferior
Aplicação	Ambientes que requerem um controlo preciso dos raios UV	Transmissão UV/visível de largo espetro

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