La maggior parte delle applicazioni della silice fusa sfruttano la sua ampia gamma di trasparenza, che si estende dall’UV al vicino IR. La silice fusa è il materiale di partenza chiave per la fibra ottica, usata per le telecomunicazioni.
A causa della sua resistenza e dell’alto punto di fusione (rispetto al vetro ordinario), la silice fusa è usata come involucro per le lampade alogene e le lampade a scarica ad alta intensità, che devono operare ad un’alta temperatura dell’involucro per ottenere la loro combinazione di alta luminosità e lunga durata. I tubi a vuoto con involucri di silice permettevano il raffreddamento per radiazione da anodi incandescenti.
A causa della sua resistenza, la silice fusa è stata utilizzata in imbarcazioni per immersioni profonde come la batisfera e il bentoscopio. La silice fusa è anche usata per formare le finestre dei veicoli spaziali con equipaggio, tra cui lo Space Shuttle e la Stazione Spaziale Internazionale.
La combinazione di resistenza, stabilità termica e trasparenza UV la rende un eccellente substrato per maschere di proiezione per la fotolitografia.
La sua trasparenza UV trova impiego anche nell’industria dei semiconduttori; un EPROM, o erasable programmable read only memory, è un tipo di chip di memoria che mantiene i suoi dati quando la sua alimentazione è spenta, ma che può essere cancellato dall’esposizione a una forte luce ultravioletta. Le EPROM sono riconoscibili per la finestra di quarzo fuso trasparente che si trova sulla parte superiore del pacchetto, attraverso la quale il chip di silicio è visibile, e che permette l’esposizione alla luce UV durante la cancellazione.
Grazie alla stabilità termica e alla composizione, viene utilizzato nella memorizzazione ottica dei dati 5D e nei forni di fabbricazione dei semiconduttori.
Il quarzo fuso ha proprietà quasi ideali per fabbricare specchi di prima superficie come quelli usati nei telescopi. Il materiale si comporta in modo prevedibile e permette al fabbricante ottico di mettere una lucidatura molto liscia sulla superficie e produrre la figura desiderata con un minor numero di iterazioni di prova. In alcuni casi, un grado UV ad alta purezza di quarzo fuso è stato utilizzato per fare molti dei singoli elementi di lenti non rivestite di obiettivi speciali, tra cui lo Zeiss 105 mm f/4.3 UV Sonnar, un obiettivo precedentemente realizzato per la fotocamera Hasselblad, e l’obiettivo Nikon UV-Nikkor 105 mm f/4.5 (attualmente venduto come Nikon PF10545MF-UV). Queste lenti sono usate per la fotografia UV, poiché il vetro di quarzo ha un tasso di estinzione inferiore rispetto alle lenti fatte con formule più comuni di vetro flint o crown.
Il quarzo fuso può essere metallizzato e inciso per l’uso come substrato per circuiti a microonde di alta precisione, la stabilità termica lo rende una buona scelta per filtri a banda stretta e simili applicazioni esigenti. La costante dielettrica più bassa rispetto all’allumina permette piste a più alta impedenza o substrati più sottili.
Il quarzo fuso è anche il materiale usato per i moderni strumenti di vetro come l’arpa di vetro e il verrofono, ed è anche usato per nuove costruzioni della storica armonica di vetro. Qui, la forza e la struttura superiori del quarzo fuso gli conferiscono una maggiore gamma dinamica e un suono più chiaro rispetto al cristallo di piombo usato storicamente.
Applicazioni del materiale refrattarioModifica
La silice fusa come materia prima industriale è usata per fare varie forme refrattarie come crogioli, vassoi, rivestimenti e rulli per molti processi termici ad alta temperatura tra cui la siderurgia, la fusione a cera persa e la fabbricazione del vetro. Le forme refrattarie fatte di silice fusa hanno un’eccellente resistenza allo shock termico e sono chimicamente inerti alla maggior parte degli elementi e dei composti, compresi virtualmente tutti gli acidi, indipendentemente dalla concentrazione, tranne l’acido fluoridrico, che è molto reattivo anche in concentrazioni abbastanza basse. I tubi traslucidi di silice fusa sono comunemente usati per inguainare elementi elettrici in riscaldatori di stanze, forni industriali e altre applicazioni simili.
A causa del suo basso smorzamento meccanico a temperature ordinarie, è usato per risonatori ad alto Q, in particolare, per il risonatore di vetro di vino del giroscopio risonatore emisferico.
La vetreria di quarzo è occasionalmente usata nei laboratori chimici quando il vetro borosilicato standard non può sopportare alte temperature o quando è richiesta un’alta trasmissione UV. Il costo di produzione è significativamente più alto, limitando il suo uso; di solito si trova come un singolo elemento di base, come un tubo in una fornace, o come un pallone, gli elementi in esposizione diretta al calore.
Il vetro di quarzo è un elemento di base.