PROPRIETÀ DEL QUARZO
Il quarzo è un materiale unico grazie al suo alto livello di purezza di SiO2 e alle sue straordinarie proprietà meccaniche, elettriche, termiche, chimiche e ottiche.
PROPRIETÀ ELETTRICHE
Eccellente isolante elettrico, il quarzo è caratterizzato dalle seguenti proprietà elettriche:
- electrical resistivity (350°): 7×107 ohm x cm
- dielectric constant (20°C – 1MHz): 3,76
- insulated strength (20°C – 1MHz): 5 x 107 V/m
- dielectric absorbance constant: <4 x 10-4
- dielectric ullage constant: <1 x 10-4
PROPRIETÀ MECCANICHE
Le proprietà meccaniche del quarzo sono influenzate dalla forma, dalla presenza di impurità o difetti sulla superficie e dall’età del materiale. La tabella riportata di seguito considera i principali parametri riguardanti le proprietà meccaniche per ogni classe di quarzo prodotta da Helios.
PROPRIETÀ TERMICHE
Il quarzo è caratterizzato da un basso coefficiente di espansione termica (pari a 5,5×10-7cm/cm.°C) e da un’eccezionale stabilità termica, confrontato ai vetri tradizionali: se riscaldato costantemente a 1100°C per circa un’ora, il materiale non cambia colore.
Altrettanto eccellente è la resistenza del quarzo agli shock termici: se riscaldato ad una temperatura di 1100°C e poi raffreddato istantaneamente a 20°C per tre volte, il quarzo non presenta segni di rottura.
Il quarzo non ha una temperatura specifica di fusione ma si ammorbidisce a circa 1630°C comportandosi come un materiale plastico.
Di seguito è possibile osservare i principali parametri riguardanti le proprietà meccaniche per ogni classe di quarzo prodotta da Helios Quartz.
PROPRIETÀ OTTICHE
Grazie al suo elevato grado di purezza, il quarzo possiede proprietà ottiche che, influenzate anche da trasparenza e metodo di produzione, sono migliori rispetto a quelle dei vetri tradizionali.
Il grafico a fianco mostra l’andamento dell’indice di rifrazione del quarzo in funzione della lunghezza d’onda.
Di seguito è invece possibile osservare lo spettro di trasmissione del quarzo in funzione della lunghezza d’onda.
VISCOSITÀ E DEVITRIFICAZIONE
Il quarzo ha una viscosità molto elevata e dal punto di ammorbidimento in poi non è pi
ù allo stato solido ma inizia a scorrere lentamente. Con l’aumento della temperatura la velocità con cui il materiale scorre aumenta a sua volta. La viscosità è fortemente influenzata anche dalla presenza di impurità all’interno del materiale.
Il processo di devetrificazione del quarzo accade dopo una prolungata esposizione del materiale ad alte temperature e la presenza di impurità contribuisce ad accelerare il fenomeno.
Il grafico riportato a fianco mostra l’andamento logaritmico della viscosità in funzione della variazione di temperatura.
PROPRIETÀ CHIMICHE
Il quarzo è inerte alla maggior parte dei componenti chimici e per questo motivo è largamente utilizzato nell’industria chimica e per test di laboratorio. Uniche eccezioni sono rappresentate dagli alcalini che innescano processi di devitrificazione e dagli acidi fluoridrico e fosforico, le uniche sostanze in grado di intaccare il materiale.