Tavený oxid křemičitý Vynikající tepelné a chemické vlastnosti jako kelímkový materiál

Tavený oxid křemičitý má několik pozoruhodných vlastností týkajících se jeho mechanických, tepelných, chemických a optických vlastností:
• Je tvrdý a robustní a není příliš náročný na obrábění a leštění. (Lze také použít laserové mikroobrábění.)
• Vysoká teplota skelného přechodu ztěžuje tavení než u jiných optických skel, ale také znamená, že jsou možné relativně vysoké provozní teploty. Tavený oxid křemičitý však může vykazovat devitrifikaci (lokální krystalizaci ve formě cristobalitu) nad 1100 °C, zejména vlivem určitých stopových nečistot, což by narušilo optické vlastnosti.
• Koeficient tepelné roztažnosti je velmi nízký – asi 0,5 · 10−6 K−1. To je několikanásobně nižší než u typických brýlí. Ještě mnohem slabší tepelná roztažnost kolem 10−8 K−1 je možná s modifikovanou formou taveného oxidu křemičitého s trochou oxidu titaničitého, zavedenou Corningem [4] a nazývanou ultra nízkoexpanzní sklo.
• Vysoká odolnost proti teplotním šokům je výsledkem slabé tepelné roztažnosti; dochází pouze k mírnému mechanickému namáhání i při vysokých teplotních gradientech v důsledku rychlého ochlazení.
• Oxid křemičitý může být chemicky velmi čistý v závislosti na způsobu výroby (viz níže).
• Oxid křemičitý je chemicky zcela inertní, s výjimkou kyseliny fluorovodíkové a silně alkalických roztoků. Při zvýšených teplotách je také poněkud rozpustný ve vodě (podstatně více než krystalický křemen).
• Oblast průhlednosti je poměrně široká (asi 0,18 μm až 3 μm), což umožňuje použití taveného oxidu křemičitého nejen v celé viditelné oblasti spektra, ale také v ultrafialové a infračervené oblasti. Limity však do značné míry závisí na kvalitě materiálu. Například silné infračervené absorpční pásy mohou být způsobeny obsahem OH a UV absorpcí z kovových nečistot (viz níže).
• Tavený oxid křemičitý je jako amorfní materiál opticky izotropní – na rozdíl od krystalického křemene. To znamená, že nemá žádný dvojlom a jeho index lomu (viz obrázek 1) lze charakterizovat pomocí jediného Sellmeierova vzorce.