La plupart des applications de la silice fondue exploitent sa large gamme de transparence, qui s’étend de l’UV au proche IR. La silice fondue est le matériau de départ clé pour la fibre optique, utilisée pour les télécommunications.
En raison de sa résistance et de son point de fusion élevé (par rapport au verre ordinaire), la silice fondue est utilisée comme enveloppe pour les lampes halogènes et les lampes à décharge à haute intensité, qui doivent fonctionner à une température d’enveloppe élevée pour obtenir leur combinaison de haute luminosité et de longue durée de vie. Les tubes à vide avec des enveloppes en silice ont permis le refroidissement par rayonnement des anodes incandescentes.
En raison de sa résistance, la silice fondue a été utilisée dans les navires de plongée profonde tels que la bathysphère et le benthoscope. La silice fondue est également utilisée pour former les fenêtres des vaisseaux spatiaux habités, notamment la navette spatiale et la station spatiale internationale.
La combinaison de la résistance, de la stabilité thermique et de la transparence aux UV en fait un excellent substrat pour les masques de projection pour la photolithographie.
Sa transparence aux UV trouve également des utilisations dans l’industrie des semi-conducteurs ; un EPROM, ou mémoire morte programmable effaçable, est un type de puce mémoire qui conserve ses données lorsque son alimentation est coupée, mais qui peut être effacée par une exposition à une forte lumière ultraviolette. Les EPROMs sont reconnaissables à la fenêtre transparente en quartz fondu qui se trouve sur le dessus de l’emballage, à travers laquelle la puce de silicium est visible, et qui permet l’exposition à la lumière UV pendant l’effacement.
En raison de sa stabilité thermique et de sa composition, il est utilisé dans le stockage de données optiques 5D et dans les fours de fabrication de semi-conducteurs.
Le quartz fondu a des propriétés presque idéales pour fabriquer des miroirs de première surface tels que ceux utilisés dans les télescopes. Le matériau se comporte de manière prévisible et permet au fabricant optique de mettre un polissage très lisse sur la surface et de produire la figure désirée avec moins d’itérations d’essai. Dans certains cas, une qualité UV de quartz fondu de haute pureté a été utilisée pour fabriquer plusieurs des éléments individuels de lentilles non revêtues d’objectifs spéciaux, notamment le Zeiss 105 mm f/4.3 UV Sonnar, un objectif autrefois fabriqué pour l’appareil Hasselblad, et l’objectif Nikon UV-Nikkor 105 mm f/4.5 (actuellement vendu sous le nom de Nikon PF10545MF-UV). Ces objectifs sont utilisés pour la photographie UV, car le verre de quartz a un taux d’extinction plus faible que les objectifs fabriqués avec des formules plus courantes de verre silex ou de verre couronne.
Le quartz fondu peut être métallisé et gravé pour être utilisé comme substrat pour les circuits micro-ondes de haute précision, la stabilité thermique en faisant un bon choix pour les filtres à bande étroite et les applications exigeantes similaires. La constante diélectrique inférieure à celle de l’alumine permet des pistes à impédance plus élevée ou des substrats plus minces.
Le quartz fondu est également le matériau utilisé pour les instruments de verre modernes tels que la harpe de verre et le verrophone, et est également utilisé pour les nouvelles constructions de l’harmonica de verre historique. Ici, la résistance et la structure supérieures du quartz fondu lui confèrent une plus grande gamme dynamique et un son plus clair que le cristal de plomb historiquement utilisé.
Applications des matériaux réfractairesModification
La silice fondue en tant que matière première industrielle est utilisée pour fabriquer diverses formes réfractaires telles que des creusets, des plateaux, des enveloppes et des rouleaux pour de nombreux processus thermiques à haute température, notamment la sidérurgie, la fonderie de précision et la fabrication du verre. Les formes réfractaires fabriquées à partir de silice fondue ont une excellente résistance aux chocs thermiques et sont chimiquement inertes à la plupart des éléments et composés, y compris pratiquement tous les acides, quelle que soit leur concentration, à l’exception de l’acide fluorhydrique, qui est très réactif même à des concentrations assez faibles. Les tubes translucides en silice fondue sont couramment utilisés pour gainer les éléments électriques dans les chauffages d’ambiance, les fours industriels et d’autres applications similaires.
En raison de son faible amortissement mécanique à des températures ordinaires, il est utilisé pour les résonateurs à Q élevé, en particulier pour le résonateur en verre de vin du gyroscope à résonateur hémisphérique.
La verrerie en quartz est occasionnellement utilisée dans les laboratoires de chimie lorsque le verre borosilicate standard ne peut pas supporter des températures élevées ou lorsqu’une transmission élevée des UV est requise. Le coût de production est nettement plus élevé, ce qui limite son utilisation ; on le trouve généralement sous la forme d’un seul élément de base, comme un tube dans un four, ou sous la forme d’un flacon, les éléments étant directement exposés à la chaleur.