Ərimiş silisium sərmayə tökmə, odadavamlı materiallar, tökmə zavodları, texniki keramika və çox aşağı istilik genişlənməsi ilə ardıcıl, yüksək təmizlikli məhsul tələb edən digər tətbiqlərdə istifadə üçün əla xammaldır.
Kimyəvi Tərkibi | Birinci sinif | Tipik | İkinci sinif | Tipik |
SiO2 | 99.9% dəq | 99.92 | 99,8% dəq | 99.84 |
Fe2O3 | 50ppm maks | 19 | 80ppm maks | 50 |
Al2O3 | 100ppm maks | 90 | 150ppm maks | 120 |
K2O | 30ppm maks | 23 | 30ppm maks | 25 |
Fused Silica ən yüksək keyfiyyəti təmin etmək üçün unikal birləşmə texnologiyasından istifadə edərək yüksək saflıqda silisiumdan hazırlanır. Bizim əridilmiş silisium 99%-dən çox amorfdur və son dərəcə aşağı istilik genişlənmə əmsalı və termal şoka qarşı yüksək müqavimətə malikdir. Erimiş silisium inertdir, əla kimyəvi sabitliyə malikdir və olduqca aşağı elektrik keçiriciliyinə malikdir.
Ərimiş kvars ərimədən monokristal böyüməsi üçün pota materialı kimi əla istilik və kimyəvi xüsusiyyətlərə malikdir və onun yüksək saflığı və aşağı qiyməti onu yüksək təmizlikli kristalların böyüməsi üçün xüsusilə cəlbedici edir. Bununla belə, müəyyən növ kristalların böyüməsində, a ərinti və kvars potası arasında pirolitik karbon örtüyünün təbəqəsi lazımdır.
Ərinmiş silisium həm mexaniki, həm termal, həm kimyəvi, həm də optik xassələri ilə bağlı bir sıra əlamətdar xüsusiyyətlərə malikdir:
• Sərt və möhkəmdir, emal etmək və cilalamaq çox çətin deyil. (Lazer mikroişləmə də tətbiq oluna bilər.)
• Yüksək şüşə keçid temperaturu digər optik eynəklərə nisbətən əritməyi çətinləşdirir, lakin bu, həm də nisbətən yüksək işləmə temperaturlarının mümkün olduğunu göstərir. Bununla belə, əridilmiş silisium 1100 °C-dən yuxarı, xüsusən də müəyyən iz çirklərinin təsiri altında devitrifikasiya (kristobalit şəklində yerli kristallaşma) nümayiş etdirə bilər və bu, optik xassələri korlayar.
• İstilik genişlənmə əmsalı çox aşağıdır – təxminən 0,5 · 10−6 K−1. Bu, adi eynəklərdən bir neçə dəfə aşağıdır. 10−8 K−1 ətrafında daha zəif termal genişlənmə, Korninq [4] tərəfindən təqdim edilən və ultra aşağı genişləndirici şüşə adlanan bəzi titan dioksid ilə əridilmiş silisiumun dəyişdirilmiş forması ilə mümkündür.
• Yüksək termal şok müqaviməti zəif istilik genişlənməsinin nəticəsidir; sürətli soyutma səbəbindən yüksək temperatur gradientləri meydana gəldikdə belə, yalnız orta mexaniki gərginlik var.
• Silisium istehsal üsulundan asılı olaraq kimyəvi cəhətdən çox təmiz ola bilər (aşağıya bax).
• Silisium hidrofluorik turşu və güclü qələvi məhlullar istisna olmaqla, kimyəvi cəhətdən kifayət qədər təsirsizdir. Yüksək temperaturda o, suda da bir qədər həll olur (kristal kvarsdan əhəmiyyətli dərəcədə çox).
• Şəffaflıq zonası kifayət qədər genişdir (təxminən 0,18 μm-dən 3 μm-ə qədər), əridilmiş silisiumdan yalnız bütün görünən spektral bölgədə deyil, həm də ultrabənövşəyi və infraqırmızı şüalarda istifadə etməyə imkan verir. Bununla belə, məhdudiyyətlər əsasən materialın keyfiyyətindən asılıdır. Məsələn, güclü infraqırmızı udma zolaqlarına OH tərkibi və metal çirklərdən UV udma səbəb ola bilər (aşağıya bax).
• Amorf material kimi ərimiş silisium kristal kvarsdan fərqli olaraq optik olaraq izotropdur. Bu o deməkdir ki, onun iki qırılması yoxdur və onun sınma indeksi (Şəkil 1-ə baxın) tək Sellmeier düsturu ilə xarakterizə edilə bilər.