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Quarzo fuso: che cos’è e dove si utilizza?

Il quarzo fuso è un vetro, il cui mono-componente consiste esclusivamente di silice (SiO2). Esso si produce fondendo sabbia di silice ad alta purezza, che consiste in cristalli di quarzo.

Per merito della sua alta purezza, il quarzo fuso gode di proprietà ottiche e termiche superiori a quelle delle altre tipologie di vetro. Per questo motivo viene spesso utilizzato per le apparecchiature in laboratorio.

Attraverso la sua unica combinazione di proprietà termiche, meccaniche e ottiche, il quarzo fuso è anche uno dei materiali più importanti per la ricerca e l’industria. Grazie a queste sue caratteristiche, esso trova utilizzo in numerose applicazioni industriali.

Quali sono le proprietà del quarzo fuso?

In particolare, il quarzo fuso gode delle seguenti caratteristiche:

  • Alta resistenza e purezza chimica
  • Alta temperatura di rammollimento e resistenza termica
  • Alta resistenza agli sbalzi termici e bassa dilatazione termica
  • Alta trasparenza dal campo spettrale degli ultravioletti agli infrarossi

Trasmissione del quarzo fuso

Inoltre, il quarzo fuso un ottimo efficiente trasmissione di luce. Tale proprietà è dovuta al fatto che il quarzo fuso chiaro contiene un livello di impurità molto basso (misurate in parti per milione). Questo vetro mono-componente si distingue ulteriormente dagli agli materiali in vetro grazie ad una alta trasmissione di luce ultravioletta. Più alta è la purezza del materiale, più alta è la trasmissione in gamma UV. Per questo motivo, materiali in quarzo fuso fabbricati sinteticamente mostrano la più alta trasmissione per la luce ultravioletta.

Le proprietà di trasmissione UV del quarzo fuso possono essere modificate mediante l’incorporazione di un’agente di drogaggio nel materiale. Questo permette al materiale di assorbire una certa gamma di lunghezza d’onda.

I gruppi idrossilici (OH-) nel materiale possono causare fasce di assorbimento nell’intervallo infrarosso. Il più forte di queste bande, a 2,73 μm, viene utilizzato per determinare il contenuto di PH nei materiali di quarzo fuso. Maggiore è il contenuto di OH, maggiore è l’assorbimento a questa lunghezza d’onda.

La trasmissione luminosa di quarzo fuso può essere ridotta o addirittura estinta quando il materiale è esposto a radiazioni UV ad alta energia, raggi X, raggi gamma e bombardamenti di particelle.

Quali sono i campi di applicazione del quarzo fuso?

Il quarzo fuso viene impiegato in diversi campi industriali, in funzione delle sue proprietà.

Per esempio, nelle industrie di semiconduttori e fotovoltaica, il quarzo fuso viene utilizzato in processi ad alte temperature per via del suo alto punto di rammollimento, bassa espansione termica ed eccellente resistenza allo sbalzo termico. Può sopportare temperature fino a 1300° C e può essere riscaldato e raffreddato rapidamente senza rischiare che subisca danni. Per via della sua alta purezza, parti e sistemi realizzati in quarzo fuso sono ideali come apparecchiature industriali.

Il quarzo fuso è un materiale indispensabile anche nell’industria illuminotecnica, grazie all’alta trasmissione ottica dagli ultravioletti ai raggi infrarossi.

Inoltre, il quarzo fuso è utilizzato nell’industria chimica e per realizzare apparecchiature da laboratorio. Infatti esso è un materiale dall’alta resistenza agli acidi, basi ed acqua. Con le sole eccezioni di acido fluoridrico, acido fosforico e composti alcalini, le sue proprietà rimangono immutate.

Infine, il quarzo fuso è utilizzato nell’industria elettronica per via della sua alta rigidità dielettrica, bassa conduttività elettrica e trasmissione a microonde superiore, anche ad alte temperature.

Come si conserva il quarzo fuso? Trattamento e pulizia

In ambito di laboratorio, il quarzo fuso richiede la cura nel trattamento e nell’uso per ottenere buone prestazioni. La pulizia contribuirà a ridurre la devitrificazione e massimizzare la durata di questo materiale. Gestire il quarzo fuso con cura e solo con guanti in cotone pulito per evitare contaminazioni. Avvolgere e conservare il quarzo in un ambiente pulito e asciutto.

Consigli di pulizia:

  • Pulire con detergente non alcalino e/o alcool isopropilico
  • Sciacquare con acqua deionizzata (distillata)
  • Asciugare all’aria aperta in ambiente pulito e contenitore pulito