يشير الكوارتز عالي الحرارة إلى نوع من مواد الكوارتز التي تُظهر مقاومة استثنائية لدرجات الحرارة العالية والصدمات الحرارية. تُصنع هذه المادة عادةً من بلورات الكوارتز الطبيعية النقية التي تحتوي على نسبة عالية من SiO2، وغالبًا ما تستخدم في شكل زجاج الكوارتز في الأنابيب والقضبان. يتميز الكوارتز عالي الحرارة بمعامل التمدد الحراري المنخفض للغاية، والمقاومة الحرارية العالية، وخصائص العزل الكهربائي الممتازة.
ملخص الخصائص الرئيسية:
- مقاومة حرارية عالية: يمكن أن يتحمل الكوارتز عالي الحرارة درجات حرارة تصل إلى 1100 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب التعرض للحرارة الشديدة.
- معامل تمدد حراري منخفض: تضمن هذه الخاصية ثباته في ظل التغيرات في درجات الحرارة وتعزز مقاومته للصدمات الحرارية، مما يسمح له بتحمل التغيرات السريعة في درجات الحرارة من 1000 درجة مئوية إلى درجة حرارة الغرفة دون أن يتشقق أو يتحطم.
- عزل كهربائي ممتاز: يوفر الكوارتز ذو درجة الحرارة العالية ثباتًا في ظل التباين في درجات الحرارة، كما أنه يتميز بنقائه الذي يغني عن إضافة المعادن الضارة في عمليات مثل تصنيع أشباه الموصلات.
- النقاء الكيميائي والمقاومة الكيميائية: تتميز المادة بمقاومة عالية للبيئات المسببة للتآكل وتحافظ على سلامتها في الظروف القاسية، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في البيئات الكيميائية والمعملية.
- الوضوح البصري: الكوارتز عالي الحرارة شفاف ويتميز بخصائص نقل بصري عالية، مما يجعله ذا قيمة للتطبيقات في مجال البصريات، خاصةً في طيف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
شرح تفصيلي:
- الخواص الحرارية: إن معامل التمدد الحراري المنخفض (CTE) في الكوارتز عالي الحرارة أقل بكثير من الزجاج العادي، مثل زجاج الصودا والجير. يقلل هذا المعامل المنخفض للتمدد الحراري (CTE)، حوالي 3.3 × 10-6 كلفن-1 لزجاج البورسليكات وحتى أقل من ذلك في الكوارتز المصهور، من الضغوطات المادية الناجمة عن تدرجات الحرارة. هذه الخاصية ضرورية في التطبيقات التي تخضع فيها المادة لتغيرات سريعة أو غير متساوية في درجات الحرارة، كما هو الحال في تصنيع أشباه الموصلات أو الأواني الزجاجية المختبرية.
- الخصائص الكهربائية والبصرية: النقاوة العالية وخصائص العزل الكهربائي الممتازة لمادة الكوارتز ذات درجة الحرارة العالية تجعلها مثالية للاستخدام في البيئات التي يجب فيها تقليل التوصيل الكهربائي إلى أدنى حد. وبالإضافة إلى ذلك، فإن شفافيته ووضوحه البصري ضروريان في التطبيقات التي تتطلب خصائص بصرية دقيقة، مثل العدسات والمكونات البصرية الأخرى المستخدمة في الطيف فوق البنفسجي.
- المقاومة الكيميائية: إن النقاوة الكيميائية العالية للكوارتز عالي الحرارة ومقاومته الكيميائية تجعله مناسبًا للاستخدام في البيئات المسببة للتآكل. فهو يحافظ على سلامته الهيكلية وأدائه حتى في ظل الظروف القاسية، مثل تلك التي تواجهها المختبرات الكيميائية أو العمليات الصناعية التي تنطوي على مواد أكالة.
الدقة والدقة:
المعلومات المقدمة في المراجع تصف بدقة خصائص وتطبيقات الكوارتز عالي الحرارة. تتوافق التفاصيل المتعلقة بمقاومته الحرارية، وانخفاض CTE، والعزل الكهربائي، والمقاومة الكيميائية مع الخصائص المعروفة لهذه المادة. لذلك، فإن الملخص والشروحات المقدمة صحيحة من الناحية الواقعية وتعكس بدقة قدرات واستخدامات الكوارتز عالي الحرارة.
