Cuarzo fundido
El cuarzo fundido, el sílice fundido o el vidrio de cuarzo es un vidrio que consta de sílice casi pura (dióxido de silicio, SiO 2 ) en forma amorfa (no cristalina ). Esto difiere de todos los demás vidrios comerciales en los que se agregan otros ingredientes que cambian las propiedades ópticas y físicas de los vidrios, como reducir la temperatura de fusión. El cuarzo fundido, por lo tanto, tiene altas temperaturas de trabajo y de fusión, lo que lo hace menos deseable para la mayoría de las aplicaciones comunes.
Los términos cuarzo fundido y sílice fundida se usan indistintamente, pero pueden referirse a diferentes técnicas de fabricación, como se indica a continuación, lo que da como resultado diferentes trazas de impurezas. Sin embargo, el cuarzo fundido, al estar en estado vítreo , tiene propiedades físicas bastante diferentes en comparación con el cuarzo cristalino . [1] Debido a sus propiedades físicas, encuentra usos especiales en la fabricación de semiconductores y equipos de laboratorio, por ejemplo.
En comparación con otras gafas comunes, la transmisión óptica de sílice pura se extiende bien en las longitudes de onda ultravioleta e infrarroja , por lo que se utiliza para fabricar lentes y otras ópticas para estas longitudes de onda. Dependiendo de los procesos de fabricación, las impurezas restringirán la transmisión óptica, lo que dará como resultado grados comerciales de cuarzo fundido optimizados para su uso en el infrarrojo o (en ese caso, más a menudo denominado sílice fundida) en el ultravioleta. El bajo coeficiente de expansión térmica del cuarzo fundido lo convierte en un material útil para sustratos de espejos de precisión. [2]
El cuarzo fundido se produce fusionando (fundiendo) arena de sílice de alta pureza, que consta de cristales de cuarzo . Hay cuatro tipos básicos de vidrio de sílice comercial:
El cuarzo contiene solo silicio y oxígeno, aunque el vidrio de cuarzo comercial a menudo contiene impurezas. Dos impurezas dominantes son el aluminio y el titanio [4] que afectan la transmisión óptica en longitudes de onda ultravioleta. Si hay agua presente en el proceso de fabricación, los grupos hidroxilo (OH) pueden incrustarse, lo que reduce la transmisión en el infrarrojo.
La fusión se efectúa a aproximadamente 1650 ° C (3000 ° F) usando un horno calentado eléctricamente (fundido eléctricamente) o un horno alimentado con gas / oxígeno (fundido con llama). La sílice fundida se puede fabricar a partir de casi cualquier precursor químico rico en silicio , generalmente mediante un proceso continuo que implica la oxidación por llama de compuestos de silicio volátiles a dióxido de silicio y la fusión térmica del polvo resultante (aunque se utilizan procesos alternativos). Esto da como resultado un vidrio transparente con una pureza ultra alta y una transmisión óptica mejorada en el ultravioleta profundo. Un método común consiste en agregar tetracloruro de silicio a una llama de hidrógeno-oxígeno. [ cita requerida ]
