الرئيسية » الموسوعة الكيميائية » زجاج الكوارتز Quartz Glass

زجاج الكوارتز Quartz Glass

يعرف أيضا باسم الكوارتز المصهور أو السيليكا المصهورة زجاج يحتوي على ما لا يقل عن 99٪ من الكوارتز. يستحضر بصهر أنقى أنواع الكوارتز البلوري الطبيعى (الكريستال العرقي  والكوارتز العرقى ورمل الكوارتز) فى درجة أعلى من 1700 درجة سيليزية . يتحمل زجاج الكوارتز درجات الحرارة العالية ولا يزداد حجمه تقريبا بالتسخين. يستعمل لصنع الأوانى المخبرية (البواتق والجفنات والدوارق وغيرها) وفي الصناعة الكيميائية. وهو بعكس الزجاج العادى، يسمح بمرور الأشعة فوق البنفسجية ولهذا يستخدم فى الأجهزة الضوئية البصرية وفى صنع مصابيح الزئبق الكهربائية.

و الكوارتز المصهور Fused quartz أو السيليكا المصهورة  fused silica  هو زجاج يتكون من السيليكا في شكل غير متبلور (غير بلوري). إنه يختلف عن الزجاج التقليدي بكونه لا يحتوي على أي مكونات أخرى ، والتي تضاف عادة إلى الزجاج لخفض حرارة درجة الانصهار ، لذلك فإن للسيليكا المصهورة لها درجات انصهار عالية جدا . و على الرغم من أن مصطلحي الكوارتز المصهور والسيليكا المصهورة يستخدمات بالتبادل ، فإن الخصائص البصرية والحرارية للسيليكا المصهورة تفوق خصائص الكوارتز المصهور وغيرها من أنواع الزجاج بسبب نقاوتها. و لهذه الأسباب ، فإنه يستخدم في تصنيع أشباه الموصلات ومعدات المختبرات كما انه يمررالأشعة فوق البنفسجية أفضل من انواع الزجاج الأخرى ، لذلك يستخدم لصنع العدسات والبصريات للطيف فوق البنفسجي. كما انخفاض معامل التمدد الحراري للكوارتز المصهور يجعله مادة مفيدة لصناعة ركائز المرايا الدقيقة.
يتم إنتاج الكوارتز المصهور عن طريق دمج (صهر) رمل السيليكا عالي النقاء ، والذي يتكون من بلورات الكوارتز. و هناك أربعة أنواع أساسية من زجاج السيليكا التجاري:
النوع الأول ينتج عن طريق الصهر المستحث للكوارتز الطبيعي في وجود تفريغ هوائي او وجود غاز خامل
يتم إنتاج النوع الثاني عن طريق صهر مسحوق الكوارتز البلوري في لهب درجة حرارتة عالية.
يتم إنتاج النوع الثالث عن طريق حرق SiCl4 في لهب الهيدروجين والأكسجين.
يتم إنتاج النوع الرابع من خلال حرق SiCl4 في لهب بلازما خالي من بخار الماء.

يحتوي الكوارتز على السيليكون والأكسجين فقط ، و على الرغم من أن زجاج الكوارتز التجاري يحتوي في كثير من الأحيان على شوائب. فإن أكثر الشوائب السائدة هي الألومنيوم والتيتانيوم.
و يتم الصهر عند حوالي 1650 درجة سيليزية باستخدام إما الفرن الذي يستخدم الكهرباء للتسخين (المصهر الكهربائي) أو الفرن الذي يعمل بالغاز / الأكسجين (المصهر باللهب). مكن تصنيع السيليكا المصهورة من أي مادة كيميائية غنية بالسيليكون تقريبًا ، وعادةً ما يتم استخدام عملية مستمرة و التي تتضمن أكسدة اللهب لمركبات السيليكون المتطايرة إلى ثاني أكسيد السيليكون ، والانصهار الحراري للغبار الناتج (على الرغم من استخدام عمليات بديلة). و ينتج عن ذلك زجاج شفاف ذو نقاوة عالية جدًا و تمرير بصري محسن في الأشعة فوق البنفسجية العميقة. تتضمن إحدى الطرق الشائعة إضافة رابع كلوريد السيليكون إلى لهب الهيدروجين – الأكسجين ، ولكن الامر ينتج عنه منتجات ثانوية غير صديقة للبيئة بما في ذلك الكلور وحمض الهيدروكلوريك.

بسبب قوتها و درجة انصهارها العالية (مقارنة بالزجاج العادي) ، يتم استخدام السيليكا المصهورة كغطاء لمصابيح الهالوجين ومصابيح التفريغ عالية الكثافة ، والتي يجب أن تعمل عند درجة حرارة عالية لتحقيق مزيج من السطوع العالي والعمر الطويل .كما يتم استخدام السيليكا المصهورة في اجهزة الغوص العميق و يستخدم السيليكا المصهور ايضا لتشكيل نوافذ المركبات الفضائية المأهولة ، بما في ذلك مكوك الفضاء ومحطة الفضاء الدولية.

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

وارفارين (ورفارين) Warfarin

وصفة أو علاج يستخدم لتخفيف الدم لمنع تجلطات الدم . و الورفارين علاج يصنف تحت …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.