Quarzglas

Hochtemperatur bearbeitbares Quarzglas

Einführung der Quarzglas

Final Advanced Materials verwendet Quarz zur Herstellung einer Vielzahl von feuerfesten Produkten. Dieser auf der Erde sehr häufig vorkommende Stoff ist ein hartes, kristallines Mineral, das in seinem natürlichen Zustand hauptsächlich aus Silizium und Sauerstoff besteht. 

Obwohl Quarz in vielen Bereichen eingesetzt wird, wird es besonders im Hochtemperaturbereich wegen seiner thermischen Stabilität und Beständigkeit geschätzt. Unsere Produkte werden aus hochveredeltem Quarzsand hergestellt. Dank dieses Prozesses erhalten wir ein Endprodukt von höchstmöglicher Reinheit. 

Herstellung

Der Quarzsand wird in einem metallischen Tiegel unter neutraler Atmosphäre mittels elektrischer Heizwiderstände geschmolzen. Mit diesem Verfahren wird das Rohmaterial dann zu halbfertigen Elementen aus elektrisch geschmolzenem Quarz („electrically fused quartz“ geformt.

Weitere Herstellungsverfahren sind das Flammen-, Plasma- und Lichtbogenschmelzen.

Anwendungsgebiet der Quarzglas

  • Substrat für Laseranwendungen: Fenster, Linse, Prisma, Spiegel usw.
  • Hitzeschild für Halbleiteranwendungen
  • Substrat für IR- und UV-Anwendungen
  • Rohre für horizontale und vertikale Öfen
  • Verbrennungsschiffchen
  • Laserperforierter Injektor
  • Türverkleidung
  • Sockel
  • Behälter für chemische Reaktionen und Reinigung
  • Optische Fenster
  • Verbrennungsrohre für Analysatoren

Allgemeine Merkmale der Quarzglas

Elektrische Eigenschaften

Quarz gilt als guter elektrischer Isolator, da er auch bei hohen Temperaturen einen hohen spezifischen Widerstand beibehält und hervorragende Hochfrequenz-eigenschaften besitzt.

Im Gegensatz zu typischen Leitern wie Metallen sinkt der spezifische Widerstand von Quarz mit steigender Temperatur.

Die Dielektrizitätskonstante von Quarz hat einen Wert von ca. 4 und ist damit viel niedriger als die anderer Gläser.

Thermische Eigenschaften

Quarz hat einen sehr niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, der um ein Mehrfaches niedriger ist als die anderen gängigen Materialien. Diese geringe Ausdehnung verleiht dem Material eine sehr hohe Temperatur-wechselbeständigkeit.

Mechanische Eigenschaften

Die Zugfestigkeit von Quarz wird durch externe Elemente bestimmt: Oberflächenqualität, Produktdesign und chemische Einflüsse der Umgebung. Die Oberflächenbeschaffenheit ist sehr wichtig: Ihre Mängel sind die Hauptursache für Spannungsbrüche.

Chemische Eigenschaften

Quarz ist sehr empfindlich gegenüber Alkali- und Erdalkaliverbindungen, die bei hohen Temperaturen seine Entglasung (Rekristallisation) beschleunigen. Es wird daher empfohlen, dieses Material mit Handschuhen zu handhaben

Vorteile der Quarzglas

  • Ausgezeichnete thermische Isolierung
  • Hohe Zugfestigkeit
  • Keine Binde- oder Schmiermittel
  • Gute thermische Stabilität
  • Geringe Wärmespeicherung
  • Ausgezeichnete chemische Stabilität und Beständigkeit gegen die meisten korrosiven Mittel.
  • Sehr gute Flexibilität und Resilienz
  • Unempfindlichkeit gegen Temperaturwechsel.
  • Nicht krebserregend im Sinne der Anmerkung Q der Richtlinie 97/69 EG

Verarbeitung der Quarzglas

  • Warmarbeit (z.B. um ein Rohr zu schließen, ein Teil zu biegen)
  • NC-Bearbeitung
  • Laserschneiden
  • Wasserstrahlschneiden
  • Kontrollraum mit 3D-Messtechnik

Technischen Daten der Quarzglas

Eigenschaft

Einheit

Quarglasz
(elektrisch geschmolzen)

Artikel-Nr.

055-0040

Zusammensetzung

Hauptbestandteil

%

SiO2: 99,98

Unreinigkeit

Al :15
Ca :0,5
Cu < 0,05
Cr < 0,05
Fe :0,1
K :0,4

Li :0,6
Mg :0,05
Mn < 0,05
Na :0,3
Ti :1,1
Zr :0,7

Mechanische Eigenschaften bei 20 °C

Dichte

g/cm3

2,2

Härte

Mohs

5,5-6,5

Knoop (MPa)

5.800 - 6.100

E-Modul bei 20 °C

MPa

7,25 x 104

Torsionsmodul

MPa

3 x 104

Poissonzahl

0,17

Druckfestigkeit

MPa

1.150

Zugfestigkeit

MPa

50

Biegefestigkeit

MPa

67

Torsionsfestigkeit

MPa

30

Schallausbreitungsgeschwindigkeit

m/s

5.720

Thermische Eigenschaften

Erweichungstemperatur

°C

1.710

Glühtemperatur

°C

1.125

Dauertemperaturfestigkeit

°C

1.160

Spitzetemperaturfestigkeit

°C

1.300

Spezifische Wärme

0 - 100 °C

Jkg-1K-1

772

0 - 500 °C

964

0 - 900 °C

1.052

Wärmeleitfähigkeit

bei 20 °C

W.m-1.K-1

1,38

bei 100 °C

1,47

bei 200 °C

1,55

bei 400 °C

1,84

bei 950 °C

2,68

Thermische Ausdehnungskoeffizient

0 - 100 °C

10-6K-1

0,51

0 - 600 °C

0,54

0 - 900 °C

0,48

-50 - 0 °C

0,27

Elektrische Eigenschaften

Spezifischer Widerstand

bei 20 °C

Ω.m

1016

bei 400 °C

108

bei 800 °C

6,3x104

bei 1.200 °C

1,3x103

Durschlagfestigkeit

bei 20 °C

kV/mm

25-40

bei 50 °C

4-5

Dielektrischer Verlustwinkel

bei 1 kHz

tg δ

5x10-4

bei 1 MHz

1x10-4

bei 3 x 1.010 Hz

4x10-4

Dielektrizitätskonstante

0 - 106 Hz

ε

3,7

9 x 108 Hz

3,77

3 x 1.010 Hz

3,81



Die physikalischen Größen in dieser Dokumentation sind unverbindliche Richtwerte. Bitte wenden Sie sich für weitere Informationen an unsere technische Abteilung.

Bearbeitbarer Quarzglas (229.94k)

Datenblatt: Quarzglas.


Bearbeitbare Keramiken (343.32k)

Datenblatt: bearbeitbare Keramiken.


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