Priodweddau Thermol A Chemegol Ardderchog Silica Ymdoddedig Fel Deunydd Crwsadwy

Mae gan silica ymdoddedig nifer o nodweddion rhyfeddol o ran ei briodweddau mecanyddol, thermol, cemegol ac optegol:
• Mae'n galed ac yn gadarn, ac nid yw'n rhy anodd ei beiriannu a'i sgleinio. (Gall un hefyd gymhwyso microbeiriannu laser.)
• Mae'r tymheredd trawsnewid gwydr uchel yn ei gwneud hi'n anoddach i doddi na sbectol optegol eraill, ond mae hefyd yn awgrymu bod tymheredd gweithredu cymharol uchel yn bosibl. Fodd bynnag, gall silica ymdoddedig arddangos dadwydreiddiad (crisialu lleol ar ffurf cristobalite) uwchlaw 1100 ° C, yn enwedig o dan ddylanwad rhai amhureddau hybrin, a byddai hyn yn difetha'r priodweddau optegol.
• Mae'r cyfernod ehangu thermol yn isel iawn – tua 0.5 · 10−6 K−1. Mae hyn sawl gwaith yn is nag ar gyfer sbectol nodweddiadol. Mae ehangiad thermol llawer gwannach hyd yn oed o gwmpas 10−8 K−1 yn bosibl gyda ffurf addasedig o silica ymdoddedig gyda rhywfaint o ditaniwm deuocsid, a gyflwynwyd gan Corning [4] ac a elwir yn wydr ehangu isel iawn.
• Mae'r ymwrthedd sioc thermol uchel yn ganlyniad i'r ehangiad thermol gwan; dim ond straen mecanyddol cymedrol sydd hyd yn oed pan fydd graddiannau tymheredd uchel yn digwydd oherwydd oeri cyflym.
• Gall silica fod yn bur iawn yn gemegol, yn dibynnu ar y dull gwneuthuriad (gweler isod).
• Mae silica yn eithaf anadweithiol yn gemegol, ac eithrio asid hydrofflworig a hydoddiannau alcalïaidd cryf. Ar dymheredd uchel, mae hefyd ychydig yn hydawdd mewn dŵr (yn sylweddol fwy na chwarts crisialog).
• Mae'r rhanbarth tryloywder yn eithaf eang (tua 0.18 μm i 3 μm), gan ganiatáu defnyddio silica ymdoddedig nid yn unig ledled y rhanbarth sbectrol gweladwy cyflawn, ond hefyd yn yr uwchfioled a'r isgoch. Fodd bynnag, mae'r terfynau'n dibynnu'n sylweddol ar ansawdd y deunydd. Er enghraifft, gall bandiau amsugno isgoch cryf gael eu hachosi gan gynnwys OH, ac amsugno UV o amhureddau metelaidd (gweler isod).
• Fel deunydd amorffaidd, mae silica ymdoddedig yn optegol isotropig – yn wahanol i chwarts crisialog. Mae hyn yn awgrymu nad oes ganddo unrhyw gylchrediad, a gellir nodweddu ei fynegai plygiannol (gweler Ffigur 1) ag un fformiwla Sellmeier.