Application au traitement de l'eau ! Quels sont les effets de l'oxyde et de l'hydroxyde de calcium, et que faut-il noter ?
Les méthodes de fabrication du verre de quartz peuvent être divisées en deux catégories principales.
Classification des méthodes de préparation du verre de quartz de haute pureté
1. Verre de quartz naturel
La première catégorie consiste à fondre des cristaux de quartz naturel ou de silice pour produire du verre de quartz naturel (verre de silice naturel). Selon la source de chaleur et le procédé, cette méthode peut être classée en :
Fusion électrique
Fusion gaz-flamme
Fusion du plasma
Méthode de fusion électrique :
La poudre de quartz est fondue dans un creuset à l'aide d'un chauffage électrique (résistance ou induction électromagnétique).
Lors de la fusion, le quartz subit des transitions de phase : de β-quartz → α-quartz → α-cristobalite (avec formation de phase amorphe), formant finalement une masse fondue de quartz à ~1723°C.
Le processus est réalisé sous vide poussé (0,1 à 10 Pa) pour éliminer les gaz et réduire la teneur en bulles.
Limitation de pureté : les impuretés métalliques présentes dans le quartz brut sont difficiles à éliminer, c'est pourquoi le verre de quartz fusionné électriquement présente généralement des niveaux d'impuretés métalliques plus élevés.
Faible teneur en hydroxyle : comme l'humidité peut être éliminée par séchage, cette méthode produit du verre de quartz à faible teneur en OH⁻.
Sable de quartz de haute pureté (Source de l'image : SIBICO)
2. Verre de quartz synthétique
La deuxième catégorie consiste à synthétiser du verre de quartz à partir de composés contenant du silicium (par exemple, halogénures, hydrures ou organosiliciés) par des réactions chimiques. Selon les mécanismes réactionnels, cela comprend :
Oxydation thermique en milieu anhydre
Exemple : dépôt chimique en phase vapeur par plasma (PCVD)
Hydrolyse dans une flamme hydrogène-oxygène (dépôt par hydrolyse de flamme, FHD)
La méthode industrielle la plus utilisée, comprenant :
Synthèse directe (par exemple, dépôt chimique en phase vapeur, CVD)
L'hydrolyse à haute température produit du SiO₂ fondu, directement déposé et refroidi dans du verre de quartz.
Synthèse indirecte (par exemple, CVD modifié, dépôt axial en phase vapeur/VAD, dépôt en phase vapeur externe/OVD)
L'hydrolyse à basse température génère du SiO₂ semblable à de la suie, formant un corps poreux qui subit une déshydroxylation, un dopage, un frittage et un refroidissement.
Applications :
CVD et CVD modifié : Gros lingots de verre de quartz.
VAD & OVD : Préformes de fibres optiques.
Diagramme comparatif du processus de préparation de lingots de verre de quartz par fusion électrique et méthodes CVD en deux étapes
3. Formage thermique
Les applications industrielles nécessitent souvent des formes spécifiques (par exemple, tubes, tiges pour semi-conducteurs). Le formage thermique est la principale méthode :
Le verre de quartz est chauffé jusqu'à ce qu'il soit mou, puis façonné par affaissement, étirage, etc.
Chauffage par induction : le courant alternatif dans les bobines génère un champ électromagnétique, chauffant le quartz.
Contrôle de précision : La température et la vitesse d'étirage déterminent le diamètre des tiges/tubes. Un chauffage uniforme est essentiel à la qualité.
Source : Branche silicium de l'Association chinoise de l'industrie des métaux non ferreux. Ces informations sont fournies à titre indicatif uniquement. Pour toute question relative aux droits d'auteur, veuillez nous contacter.