Ker se družba še naprej hitro razvija, so vrste stekla postale vse bolj raznolike in ustrezajo potrebam različnih priložnosti. S prilagajanjem materiala in delovanja se lahko stekleni materiali podvržejo različnim spremembam, zaradi česar postanejo bolj stabilni in vzdržljivi. Kvarčno steklo je posebna vrsta stekla, ki se je pojavila z razvojem časa. Toda ali poznate razlike med kremenom in steklom ter kakšne prednosti ponujata? Naj vam jih predstavim spodaj:
Kremen: vsestranski mineral
Kremen je eden izmed najbolj razširjenih mineralov na zemeljskem površju. Obstajajo različne vrste kremena. Uporablja se kot surovina za vsakodnevno keramiko, kot so žilni kremen, kremenčev pesek, kvarcit, peščenjak, silicijev kamen, kalcedon, diatomit in drugo. Je istega izvora kot navaden pesek in kristal.
Steklo: kategorije in proizvodnja
Steklo delimo na ravno steklo in globoko obdelano steklo. Ravno steklo se večinoma deli na vlečeno ravno steklo (ki ga lahko nadalje kategoriziramo v odprto in brez rež), vlečeno ravno steklo in float steklo. Float steklo postaja glavna metoda izdelave stekla zaradi dejavnikov, kot so enakomerna debelina, gladke in vzporedne zgornje in spodnje površine, visoka delovna produktivnost, enostavno upravljanje in več.
Razlike v videzu površine
Kremen je kristal, mineral, sestavljen iz silicijevega dioksida (SiO2). Čisti kremen je brezbarven in prozoren, vendar je zaradi obstoja barvnih ionov v sledovih, fino razpršenih vključkov ali barvnih središč njegova prosojnost zmanjšana in kaže različne barve. Ima steklen lesk, površina preloma pa masten lesk. Ima trdoto 7, brez cepitve, zlom je podoben lupini, specifično težo 2,65 in piezoelektričnost.
Steklo je nekristaliničen, anorganski, nekovinski material, običajno izdelan iz različnih anorganskih mineralov (kot so kremenčev pesek, boraks, borov trioksid, barit, barijev karbonat, apnenec, glinenec, natrijev pepel itd.) in majhnega števila pomožni materiali.
Terminologija
V industrijski trgovini se steklo uradno imenuje rezani stekleni kristal, medtem ko se kremen imenuje kremenčev kristal. Druga imena za steklo vključujejo fini kristal, kristal Swarovski, rezan kristal ali avstrijski kristal.
Sestava
Glavne sestavine navadnega stekla so natrijev silikat, silicijev dioksid in kalcijev silikat, z vsebnostjo silicijevega dioksida na splošno med 70% in 75%. Na primer, gravirani stekleni kristali vsebujejo kar 80% silicijev dioksid. Druge komponente vključujejo natrijev oksid, kalcijev oksid in druge alkalijske ali zemeljskoalkalijske kovine za znižanje temperature taljenja in izboljšanje lastnosti materiala. Te komponente tudi omejujejo nekatere vidike običajnega stekla, kot so slaba toplotna stabilnost in slabše optične lastnosti v primerjavi s kremenčevim steklom.
Kremen pa je stopljen iz čistega silicijevega dioksida, ki je nad 99%. Tako naravni kot sintetični kremenčev kristal vsebujeta najmanj 99% silicijev dioksid.
Trdota
Kremen ima trdoto, ki lahko doseže Mohs 7, kar pomeni, da tudi če uporabite nož, lopato ali kroglo iz jeklene žice, da opraskate kremen, se ne poškoduje. Po drugi strani pa ima steklo na splošno le trdoto po Mohsu od 5,5 do 6.
Optična preglednost
Kvarčno steklo izkazuje izjemno prepustnost svetlobe v celotnem spektru od ultravijoličnega do infrardečega, s prepustnostjo vidne svetlobe, ki presega 92%, in prepustnostjo ultravijoličnega spektra, ki presega 80%.
Čeprav ima navadno steklo tudi dobro optično prosojnost, ima lahko v nekaterih spektralnih območjih omejitve v primerjavi s kremenčevim steklom.
barva
Navadno steklo je na splošno brezbarvno, medtem ko ima kremen običajno nekaj barve. Kremen vsebuje sledove barvnih ionov ali fino razpršenih inkluzijskih teles, ki mu dajejo različne barve in zmanjšujejo njegovo prosojnost. Primeri kvarčnih barv vključujejo zlato-rumeno, dimljeno, rožnato in vijolično. Kremen nastane s kombinacijo drugih kristalov (kot sta citrin in ametist).
Odpornost na visoke temperature
Kremenčevo steklo ima zmehčišče približno 1730 °C in se lahko dolgoročno uporablja pri 1100 °C, kratkotrajne temperature pa dosežejo 1450 °C. Zaradi tega je zelo odporen na visoke temperature in ogenj, zaradi česar je tipičen ognjevarni material. Na splošno, dokler je vsebnost kremena v kremenčevem steklu nad 94%, lahko popolnoma blokira odprti ogenj, ne da bi zagorel, ko je izpostavljen njim, zaradi česar je primerno za uporabo kot kuhinjski pulti, na primer.
Tudi če kremen segrejemo do rdečega in takoj damo v vodo, ni nagnjen k pokanju. Nasprotno ima običajno steklo nižjo toplotno odpornost in ne prenese ekstremnih temperatur kot kremenčevo steklo. Ko se navadno steklo segreje do rdečega, takoj poči.
Kemična odpornost
Kremenčevo steklo ima odlično korozijsko odpornost, razen proti fluorovodikovi kislini, saj prekaša keramiko za 30-krat in nerjavno jeklo za 150-krat.
Navadno steklo je dovzetno za kemične reakcije s kislimi snovmi, zaradi česar je manj primerno za aplikacije, ki zahtevajo visoko kemično odpornost proti koroziji.
Toplotna stabilnost
Kvarčno steklo ima minimalno toplotno raztezanje, kar mu omogoča, da prenese hitre temperaturne spremembe brez lomljenja.
Navadno steklo lahko zaradi slabše toplotne stabilnosti poči ob hitrih spremembah temperature.
Odpornost proti obrabi
Kvarčno steklo je bolj odporno na obrabo kot običajno steklo.
Stroški izdelave
Kvarčno steklo je dražje od navadnega stekla, ker so njegovi proizvodni stroški veliko višji.
Polja uporabe
Kremen in steklo imata podobna področja uporabe, igrata pomembno vlogo pri dekoraciji in industrijskih namenih. Vendar pa obstajajo opazne razlike med obema, predvsem v njunih električnih lastnostih in obsegih uporabe.
Steklo je dober električni izolator, zato se običajno uporablja za izdelavo vrat, oken, sten in različnih predmetov za dekoracijo doma. Široko se uporablja tudi v avtomobilskem, vesoljskem in elektronskem sektorju.
Steklo ima širok spekter uporabe, vendar nima posebnih lastnosti kremenčevega stekla, zaradi česar je neprimerno za zahtevne aplikacije.
Nasprotno pa je kremen s svojo dobro prevodnostjo običajno na visokotehnoloških področjih, kot so polprevodniki, točkovni viri svetlobe, optični in kemični instrumenti, medicinska oprema in drugo.
Zaradi močnih Si-O kemičnih vezi in kompaktne strukture ima kremen odlično optično zmogljivost. Prozorno kremenčevo steklo izkazuje izjemno prepustnost svetlobe v celotnem spektru od ultravijoličnih do infrardečih valovnih dolžin, zaradi česar se pogosto uporablja v optičnih instrumentih in visokotehnoloških področjih.
Zaključek
Če povzamemo, kremenčevo steklo ponuja odpornost na visoke temperature, odlično kemično in toplotno stabilnost, vrhunsko optično preglednost in izjemne električne izolacijske lastnosti, zaradi česar je prednostni material za različne industrije, kot sta polprevodniki in optika. Čeprav se navadno steklo pogosto uporablja v gradbeništvu, nima posebnih lastnosti kremenčevega stekla in ne more izpolniti strogih zahtev uporabe.
Za visokokakovostne kvarčne cevi in prilagojene rešitve se obrnite na nas Global Quartz Tube. Naše strokovno znanje o izdelkih iz kremenčevega stekla zagotavlja zanesljivo delovanje in vzdržljivost ter izpolnjuje vaše posebne zahteve.
Avtor
Casper Peng je izkušen strokovnjak v industriji kremenovih cevi. Z več kot desetimi leti izkušenj dobro razume različne načine uporabe kremenovih materialov in ima poglobljeno znanje o tehnikah obdelave kremena. Casperjevo strokovno znanje na področju načrtovanja in izdelave kremenovih cevi mu omogoča, da zagotavlja prilagojene rešitve, ki izpolnjujejo edinstvene potrebe strank. S strokovnimi članki Casperja Penga vam želimo zagotoviti najnovejše novice iz industrije in najbolj praktične tehnične vodnike, ki vam bodo pomagali bolje razumeti in uporabljati izdelke iz kremenovih cevi.
Oglejte si vse objave