Քվարցապակի

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
HS Disambig.svg Անվան այլ կիրառումների համար տե՛ս՝ Ապակի (նշանակություն)
Քվարցապակի
Քիմիական բանաձևSiO₂
Քիմիական հատկություններ
Դասակարգում
CAS համար60676-86-0
EINECS համար262-373-8
ЕС262-373-8
Եթե հատուկ նշված չէ, ապա բոլոր արժեքները բերված են ստանդարտ պայմանների համար (25 °C, 100 կՊա)

Քվարցային ապակի, հալված քվարց՝ միաբաղադրիչ ապակի, կազմված մաքուր սիլիցիումի օքսիդից։ Ստացվում է սիլիկահողի բնական տարատեսակներից՝ լեռնային բյուրեղապակուց, հանքերակային քվարցից և քվարցային ավազից, ինչպես նաև սինթետիկ սիլիցիումի երկօքսիդից։ Մաքուր քվարցապակին կազմված է միայն սիլիցիում և թթվածին տարրերից, իսկ առևտրային քվարցապակին հաճախ պարունակում է խառնուրդներ, որոնց մեջ գերակշռում են ալյումինը և տիտանը[1]։

Տեսակները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Տարբերում են արդյունաբերական քվարցապակու երկու տեսակ․ թափանցիկ (օպտիկական և տեխնիկական) և ոչ թափանցիկ։ Քվարցապակուն ոչ թափանցիկ դարձնում են նրանում ցրված մեծ քանակի մանր գազային պղպջակները (0,03 ֊ից մինչև 0,3 մկմ տրամագծով), որոնք ցրում են լույսը։ Օպտիկական թափանցիկ քվարցապակին, ստացված լեռնային բյուրեղապակու հալումից, միանգամայն համասեռ է և չի պարունակում տեսանելի գազային պղպջակներ։ Ոչ թափանցիկ քվարցապակին հաճախ հումք է ծառայում ջերմակայուն, հրակայուն նյութի՝ քվարցային խեցու, արտադրության համար։

Հատկությունները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • SiO2 ֊ ի հիմքի վրա ստեղծված ապակիների շարքում ունի բեկման ամենափոքր ցուցանիշ (ne = 1,46008)։
  • Բազմակոմպոնենտ սիլիկատային ապակիների հետ համեմատած ունի թափանցիկության ամենալայն սպեկտրալ տիրույթ, հատկապես սպեկտրի գերմանուշակագույն հատվածում։
  • Քվարցապակուն բնորոշ է բարձր ջերմակայունությունը, գծային ընդարձակման ջերմաստիճանային գործակիցը փոքր է 1×10−6 Կ−1 (20 °C֊ից մինչև 1400 °C֊ի միջակայքում)։
  • Քվարցապակին լավ դիէլեկտրիկ է, տեսակարար էլեկտրահաղորդականությունը 20 °C֊ ում 10−14-10−16 Оհմ−1·մ−1 է, դիէլեկտրիկ կորուստների անկյան տանգենսը 20 °C ջերմաստիճանում և 1016 Հց հաճախականության դեպքում՝ 0,0025-0,0006։
  • Ինտենսիվ գերմանուշակագույն ճառագայթման արդյունքում հալված քվարցը ենթարկվում է ֆոսֆորեսցենցիայի, ինչը հաճախ դրսևորվում է բռնկումներով։
Անօդ պայմաններում կայծային բռնկումով Ֆոսֆորեսցենցիա՝ քվարցային խողովակում ։

Կիրառությունը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Քվարցապակին կիրառվում է օպտիկական մանրաթելերի ստեղծման, լաբորատոր ամանեղեն, տիգելներ, օպտիկական սարքեր, մեկուսիչներ (հատկապես բարձր ջերմաստիճանների համար), ջերմաստիճանային տատանումների հանդեպ կայուն արտադրանքներ պատրաստելու համար։ Քիչ քանակներով քվարցապակու բեկորները օգտագործվում են Ֆրենելի լինզաների պատրաստման համար։Քվարցապակին կիրառվում է նաև ջերմակայուն և հրակայուն նյութերի արտադրությունում։

Օպտիկական հատկությունները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Քվարցապակու դիսպերսիան մոտավորապես կարելի է նկարագրել Սելմեիերի բանաձևով[2]։

որտեղ

և ալիքի երկարությունը տրված է միկրոմետրերով։ Այս հավասարումն իմաստ ունի 0,21- ից մինչև 3,71 մկմ- ի և 20 °C- ի դեպքում[2] Հավասարման հավաստիությունը հաստատվել է մինչև 6,7 մկմ երկարությամբ ալիքների համար։[3]։

Թափանցիկ քվարցապակու բնորոշ ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Խտությունը 2.203 գ/սմ3
  • Ամրությունը 5.3–6.5 (ըստ Մոոսի սանդղակի), 8.8 ԳՊա
  • Ձգման ամրությունը 48.3 ՄՊա
  • Սեղման ամրությունը >1.1 ԳՊա
  • Զանգվածային մոդուլը ~37 ԳՊա
  • Առաձգականության մոդուլը 31 ԳՊա
  • Յունգի մոդուլը 71.7 ԳՊա
  • Պուասոնի գործակիցը 0.17
  • Ջերմահաղորդականությունը 1.3 Վտ/(մ·Կ)
  • Տեսակարար ջերմունակությունը 45.3 Ջ/(մոլ·Կ)
  • Փափկման ջերմաստիճանը ≈ 1665 °C
  • Բռնկման ջերմաստիճանը ≈ 1140 °C
  • Դեֆորմացման ջերմաստիճանը ≈1070 °C
  • Դիելեկտրիկ հաստատունը 3.75-ից (20 °C) 1 ՄՀց
  • Մագնիսական ընկալունակությունը 11.28×10−6 (SI, 22 °C)
  • Գծաօպտիկական գործակիցները p11 = 0.113, p12 = 0.252.

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Chemical purity of fused quartz / fused silica, www.heraeus-quarzglas.com
  2. 2,0 2,1 Malitson I. H. (October 1965)։ «Interspecimen Comparison of the Refractive Index of Fused Silica»։ Journal of the Optical Society of America 55 (10): 1205–1209։ doi:10.1364/JOSA.55.001205։ Վերցված է 2014-07-12 
  3. Kitamura Rei, Pilon Laurent, Jonasz Miroslaw (2007-11-19)։ «Optical Constants of Silica Glass From Extreme Ultraviolet to Far Infrared at Near Room Temperatures»։ Applied Optics 46 (33): 8118–8133։ Bibcode:2007ApOpt..46.8118K։ doi:10.1364/AO.46.008118։ Վերցված է 2014-07-12 

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]