Taljeni silicijum je odlična sirovina za upotrebu u livenju za ulaganje, vatrostalnim materijalima, livnicama, tehničkoj keramici i drugim aplikacijama koje zahtevaju konzistentan proizvod visoke čistoće sa veoma niskim termičkim širenjem.
Hemijski sastav | Prvi razred | Tipično | Drugi razred | Tipično |
SiO2 | 99,9% min | 99.92 | 99,8%min | 99.84 |
Fe2O3 | 50ppm max | 19 | 80ppm max | 50 |
Al2O3 | 100ppm max | 90 | 150ppm max | 120 |
K2O | 30ppm max | 23 | 30ppm max | 25 |
Fused Silica je napravljen od silicijum dioksida visoke čistoće, koristeći jedinstvenu tehnologiju fuzije kako bi se osigurao najviši kvalitet.Naš topljeni silicijum je preko 99% amorfan i ima izuzetno nizak koeficijent termičkog širenja i visoku otpornost na toplotni udar.Taljeni silicijum je inertan, ima odličnu hemijsku stabilnost i izuzetno nisku električnu provodljivost.
Taljeni kvarc ima izvrsna termička i hemijska svojstva kao materijal za lončić za rast monokristala iz taline, a njegova visoka čistoća i niska cijena čine ga posebno atraktivnim za rast kristala visoke čistoće. Međutim, u rastu određenih vrsta kristala, a sloj pirolitičkog ugljičnog premaza potreban je između taline i kvarcnog lončića.
Taljeni silicijum ima nekoliko izuzetnih karakteristika kako u pogledu svojih mehaničkih, termičkih, hemijskih i optičkih svojstava:
• Tvrd je i robustan i nije ga preteško strojno i polirati.(Može se primijeniti i laserska mikromašinska obrada.)
• Visoka temperatura prelaska stakla otežava topljenje od ostalih optičkih stakala, ali takođe implicira da su moguće relativno visoke radne temperature.Međutim, topljeni silicijum može pokazati devitrifikaciju (lokalna kristalizacija u obliku kristobalita) iznad 1100 °C, posebno pod uticajem određenih nečistoća u tragovima, što bi pokvarilo optička svojstva.
• Koeficijent termičke ekspanzije je veoma nizak – oko 0,5 · 10−6 K−1.To je nekoliko puta niže nego za tipične naočale.Čak i daleko slabija termička ekspanzija oko 10−8 K−1 je moguća sa modifikovanim oblikom fuzionisanog silicijum dioksida sa malo titanijum dioksida, koji je uveo Corning [4] i koji se naziva staklo ultra niske ekspanzije.
• Visoka otpornost na termički udar rezultat je slabog termičkog širenja;postoji samo umjereno mehaničko naprezanje čak i kada se pojave visoki temperaturni gradijenti zbog brzog hlađenja.
• Silicijum može biti hemijski vrlo čist, u zavisnosti od metode proizvodnje (vidi dole).
• Silicijum je hemijski prilično inertan, sa izuzetkom fluorovodonične kiseline i jako alkalnih rastvora.Na povišenim temperaturama, također je donekle rastvorljiv u vodi (znatno više od kristalnog kvarca).
• Područje transparentnosti je prilično široko (oko 0,18 μm do 3 μm), što omogućava upotrebu fuzioniranog silicijum-dioksida ne samo u cijelom vidljivom spektralnom području, već iu ultraljubičastom i infracrvenom.Međutim, ograničenja u velikoj mjeri ovise o kvaliteti materijala.Na primjer, jake infracrvene apsorpcione trake mogu biti uzrokovane sadržajem OH i UV apsorpcijom od metalnih nečistoća (vidi dolje).
• Kao amorfni materijal, fuzionisani silicijum je optički izotropan – za razliku od kristalnog kvarca.To implicira da nema dvoloma, a njegov indeks loma (vidi sliku 1) može se okarakterizirati jednom Selmeierovom formulom.