Ống thạch anh lọc tia UV là các ống thủy tinh thạch anh được xử lý đặc biệt, được thiết kế để chặn chọn lọc các bước sóng tia cực tím (UV) cụ thể trong khi vẫn duy trì độ trong suốt cao trong vùng ánh sáng khả kiến và hồng ngoại. Các đặc điểm chính của chúng bao gồm:
1. Khả năng chặn tia UV
Độ dài sóng cắt:
- Các mô hình thông dụng chặn tia UV dưới 280 nm (UV-C) hoặc 320 nm (UV-B), cho phép truyền tải chủ yếu ở tần số cao hơn. 320 nm (Ánh sáng tia cực tím A, ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng hồng ngoại).
- Một số loại thạch anh có độ tinh khiết cao (ví dụ: JGS1) tự nhiên truyền tia UV xuống đến 185 nm, yêu cầu bổ sung các nguyên tố như Titanium (Ti) hoặc Cerium (Ce) Để đạt được khả năng chặn tia UV.
Hiệu suất lọc:
- Đối với tia UV-C (200–280 nm), hiệu suất lọc có thể đạt >99% trong ống thạch anh được dop bằng titan.
2. Tính chất quang học
Độ truyền qua:
- Phạm vi ánh sáng khả kiến (400–700 nm): ≥90%
- Phạm vi hồng ngoại (700–2500 nm): ≥85%
- Đường cắt UV dốc: Ví dụ, độ truyền qua có thể tăng đột ngột từ 0% ở 280 nm lên 80% ở 300 nm.
Chiết suất: 1.458 (@589 nm), tương đương với kính thạch anh tiêu chuẩn.
3. Vật liệu và Cấu trúc
Vật liệu cơ bản:
- Thạch anh tổng hợp có độ tinh khiết cao (SiO₂ ≥ 99,991%) với hàm lượng hydroxyl thấp (<5 ppm) để giảm thiểu sự hấp thụ hồng ngoại.
Các nguyên tố doping:
- Titanium (Ti), Cerium (Ce), Iron (Fe), v.v., được sử dụng để điều chỉnh đỉnh hấp thụ tia UV.
Tính chất vật lý:
- Độ đặc: 2,2 g/cm³
- Độ cứng Mohs: 7
- Độ bền uốn: ≥50 MPa
- Hệ số giãn nở nhiệt: 5,5 × 10⁻⁷/°C (20–300 °C)
- Khả năng chịu sốc nhiệt xuất sắc
4. Độ bền môi trường
Khả năng chịu nhiệt độ cao:
- Sử dụng liên tục lên đến 1100°C, ngắn hạn lên đến 1300°C (Lưu ý: Việc sử dụng chất kích thích có thể làm giảm nhẹ khả năng chịu nhiệt.).
Khả năng chống ăn mòn:
- Chống lại axit (trừ HF) và hơi nước; môi trường kiềm (ví dụ: KOH) có thể gây ăn mòn bề mặt.
Ổn định bức xạ:
- Chịu được tác động của tia γ và tia X mà không bị tối màu; thạch anh được dop Ce có khả năng chống bức xạ vượt trội.
5. Các trường hợp ứng dụng
Bảo vệ tia UV:
- Vỏ bọc bảo vệ cho đèn diệt khuẩn (chặn tia UV-C có hại, cho phép tia UV-B/UVA có ích).
- Photolithography bán dẫn (kiểm soát chính xác bước sóng phơi sáng).
Thiết bị quang học:
- Cửa sổ quang phổ kế, vỏ ống laser (được thiết kế cho các dải ánh sáng cụ thể).
Ánh sáng đặc biệt:
- Ánh sáng cho bể cá (bảo vệ tia UV cho sinh vật thủy sinh).
6. Các biện pháp phòng ngừa
- Tránh va chạm cơ học: Thạch anh có tính giòn—bảo vệ chống sốc là điều cần thiết trong quá trình lắp đặt.
- Vệ sinh: Sử dụng cồn hoặc nước cất; tránh sử dụng các vật dụng cứng.
- Tuổi thọ: Sự tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ cao và tia UV có thể gây ra sự suy giảm chậm do sự di chuyển của chất phụ gia.
So sánh: Ống thạch anh lọc tia UV so với ống thạch anh tiêu chuẩn
| Tính năng | Ống thạch anh lọc tia UV | Ống thạch anh tiêu chuẩn |
|---|---|---|
| Độ truyền qua tia UV (<300 nm) | <1% | >90% (ví dụ: JGS1) |
| Các nguyên tố doping | Ti/Ce/Fe | Không có |
| Chi phí | Cao hơn (+30–50%) | Thấp hơn |
| Đơn đăng ký | Môi trường yêu cầu kiểm soát tia UV chính xác | Truyền qua phổ rộng tia UV/ánh sáng khả kiến |
Cần một mẫu cụ thể? Vui lòng cung cấp bước sóng cắt tia UV và đường cong truyền qua cần thiết để đảm bảo sự khớp chính xác.
