導入
フューズドシリカとクォーツガラスの両方を見たことがありますか? 多くの人は混乱したまま、この 2 つを一口で言います。しかし、面白いことに、この 2 つは昼と夜のように異なり、それぞれに異なる特徴があります。
技術的なアプリケーションを操作していて、各材料の用途を知る必要がある場合、違いを理解することは非常に重要です。しかし、このガイドは素晴らしいものです。私たちは、溶融シリカガラスと石英ガラスを評価するのに役立つよう、あらゆる手段を尽くしました。
両方を正確に知っておきましょう。
フューズドシリカとは何ですか?
シリカの結晶について聞いたことがあるかもしれません。しかし、それは結晶とは180度反対です。
溶融シリカは、純粋シリカの非結晶形態です。純粋シリカを高温で加熱し、その後低温で急速に冷却すると、より透明で熱衝撃に強いシリカの溶融構造が得られます。
結晶形態とは異なり、シリカ粒子が含まれず、すべての材料に高い透明度を提供します。
石英ガラスとは何ですか？
石英ガラスは結晶を含む純粋なシリカで、日常のさまざまな用途に使われています。石英ガラスには主に 2 つの種類があります。
- 自然。 地球から採掘され、天然のものであるため、不純物が含まれています。.
- 合成地球資源に頼る代わりに、メーカーは現在、研究室で純粋なシリカを製造しています。これは合成形態です。
石英ガラスは溶融シリカと直接競合し、何世紀にもわたって時の試練に耐えてきました。純粋で自然な形状であるため、その特徴を強化し、より頑丈にするために加工されています。
フューズドシリカとクォーツの主な違い
溶融シリカガラスと石英ガラスは住居の王様です。その多様な用途により、これらはゲームチェンジャーとなります。
しかし、これらに共通する重要な違いを知っておく必要があります。それらを並べてリストにしました。
構造
ガラス構造の弾力性、透明性、堅牢性の秘密は構造にあります。分子が密集していれば、非常に堅固な強度が期待できます。
フューズドシリカは、他の材料と異なり均質な構造をしています。表面に結晶や粒子は現れません。
一方、クォーツには天然の二酸化ケイ素の結晶が含まれており、構造をよく見ると、このガラス素材の明確な粒状の外観が見られます。
純度
どちらがお好みですか? 100% 純粋か、多少不純か。通常、地球から得られるものは、利用可能なさまざまな種類の材料のため、常に不純です。
溶融シリカは 100% の純粋な二酸化ケイ素です。なぜかと疑問に思われるかもしれません。それは、透明度の高い溶融ガラスの加工と形成のためです。
それに比べて、石英ガラスは100%純粋ではありません。地球から自然に抽出されるため、多くの不純物が含まれています。純度を確保したい場合は、処理が顕著になります。
熱膨張
素材によっては、熱を加えると膨張するものもあれば、熱に強く強度があるものもあります。
まずはライバルに注目しましょう。
溶融シリカは既に熱と戦っています。処理を経ると耐熱性が高まります。そのため、競合製品に比べて熱膨張がかなり低くなります。
石英は純粋な形です。そのため、熱を加えると膨張し、その対極にある溶融シリカに比べて抵抗が低くなります。このため、石英から溶融シリカへの変換は簡単です。
光学的透明性
アプリケーションは非常に重要です。すべての機器で、好みの光学的な透明度が必要なわけではありません。透明度が低い方が最適に機能する機器もあります。
視力検査用のメガネや顕微鏡を扱っているとします。光学的透明度が高いため、溶融シリカは理想的な選択肢です。さらに、粒子がないため、均質な材料で透明度が高くなります。
石英ガラスと比較すると、透明度は高くありません。これは、構成材料に不純物が含まれているためです。
機械的強度
ガラスを過酷な用途に使用する場合は、機械的強度を考慮する必要があります。 両方のガラス材料には異なる強度があります。
たとえば、フューズドシリカはより頑丈です。しかし、非常に脆いという問題もあります。簡単に粉々に砕けてしまいます。これは、他の材料が含まれておらず、純度が高いためです。
一方、石英も強度はありますが、溶融シリカほどではありません。また、欠陥も発生しやすいです。
製造コスト
どちらかを選択する場合、製造コストが決定要因となります。ただし、両方の材料の価格は異なります。
溶融シリカはガラスを加工する必要があるため、製造コストが高くなります。一方、石英ガラスは天然のものであり、地球から簡単に採取できます。
アプリケーション
さまざまなガラス材料を扱う場合、溶融シリカと石英が非常に重要です。どちらも優れた性能を発揮し、さまざまな用途に活力を与えます。
両方の材料の用途を比較してみましょう。
フューズドシリカの用途には以下が含まれます。
- 高精度レンズ、望遠鏡、レーザー システムに使用される光学およびレンズ。
- 広いスペクトル範囲により、科学機器用の UV および IR 透過性を実現します。
- フォトマスクおよびウェーハ用の半導体。
- 熱安定性が重要となる高ストレス環境における航空宇宙および防衛。
石英ガラスには、次のようなさまざまな用途があります。
- 発振器と共振器の電子機器。
- 建設およびカウンタートップでは、耐久性と美観のためにクォーツ スラブを採用しています。
- ガラス製造
- センサーや計時装置用の圧電デバイス
| 財産 | フューズドシリカ | 石英 |
| 構造 | 非晶質（非結晶性） | 結晶質 |
| 純度 | 超高純度（99.99% SiO₂） | 不純物が含まれている可能性がある |
| 熱膨張 | 非常に低い | 適度 |
| 光学的透明性 | 高い透明性（UVからIRまで） | 様々（天然のものには含有物がある場合があります） |
| 機械的強度 | 強いが、より脆い | より硬いが、欠陥が発生しやすい |
| 製造コスト | 純度管理により高くなる | 天然石英の場合は低く、合成石英の場合は高くなります。 |
結論
溶融シリカと石英を探すときに目を凝らすのが、あなたの努力の核心です。どうやってそれを行いますか?
フューズドシリカを購入する場合でも、 石英ガラス, 品質を確認してください。純度と特徴を確認し、製品の認証のためにリアルタイムテストを実施するのがよいでしょう。
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