HITEGLA BLOG

Szkło kwarcowe, (szkło kwarcowe JGS1, JGS2, JGS3), to materiał wyjątkowo odporny na wysokie temperatury, szok termiczny i działanie chemikaliów. Dzięki swoim właściwościom znajduje zastosowanie w przemyśle chemicznym, elektronicznym, optycznym oraz w technologii próżniowej. Jednym z wyzwań technologicznych jest trwałe i szczelne łączenie szkła kwarcowego z innymi materiałami – takimi jak metale, ceramika czy inne szkła – w warunkach ekstremalnych temperatur.

Z powodu dużej różnicy w rozszerzalności cieplnej między szkłem kwarcowym a innymi materiałami, powstają naprężenia termiczne, które mogą prowadzić do pękania złącza.

Poniżej przedstawiamy najpopularniejsze metody łączenia szkła kwarcowego z innymi materiałami

A. Spawanie i topienie

• Spawanie kwarcu do kwarcu możliwe jest poprzez lokalne podgrzewanie do temperatury powyżej 1700°C (np. palnikiem wodoro-tlenowym).

• Spawanie z innymi szkłami (np. borokrzemowymi) jest trudne ze względu na różne temperatury mięknięcia i rozszerzalności.

B. Klejenie

• W zastosowaniach wysokotemperaturowych tradycyjne kleje epoksydowe odpadają.

• Kleje ceramiczne lub szkliwa mogą być stosowane, ale muszą być kompatybilne chemicznie i termicznie.

• Sol-gel (tzw. kleje krzemionkowe) mogą tworzyć spoiny o dobrej odporności do 1000°C.

C. Lutowanie aktywne

• Do łączenia szkła kwarcowego z metalami (np. molibden, tytan) stosuje się lutowanie aktywne z użyciem lutu zawierającego Ti, Zr lub inne metale aktywne.

• Proces odbywa się zwykle w piecu próżniowym lub atmosferze ochronnej, w temperaturach 800–1000°C.

D. Uszczelnienia dyfuzyjne i anodowe

• Rzadziej stosowane, ale możliwe w przypadku łączenia z materiałami przewodzącymi.

• Wymagają bardzo czystych powierzchni i precyzyjnej kontroli warunków temperaturowych.

Problemy i rozwiązania

• Naprężenia termiczne: należy dobierać materiały o zbliżonych współczynnikach rozszerzalności.

• Nieszczelność spoin: ważne jest zastosowanie odpowiednich powłok buforowych lub warstw przejściowych (np. stopów intermetalicznych).

• Reakcje chemiczne na styku: mogą prowadzić do osłabienia spoiny; unika się metali reaktywnych bez warstwy pasywacyjnej.

Przykłady zastosowań

• Przepusty próżniowe kwarc–metal (np. do pieców próżniowych)

• Oświetlenie wysokotemperaturowe (np. lampy halogenowe i HID)

• Czujniki i układy optyczne pracujące w piecach przemysłowych

  tel.    455 401 501

  mail: hitegla@hitegla.com