용융 실리카 도가니 재료로서 우수한 열적 및 화학적 특성

용융 실리카는 기계적, 열적, 화학적, 광학적 특성과 관련하여 몇 가지 놀라운 특징을 가지고 있습니다.
• 단단하고 견고하며 가공 및 광택이 그리 어렵지 않습니다. (레이저 미세 가공을 적용할 수도 있습니다.)
• 유리전이온도가 높기 때문에 다른 광학유리에 비해 녹는 것이 더 어렵지만 상대적으로 높은 작동온도가 가능함을 의미하기도 합니다. 그러나 용융 실리카는 특히 특정 미량 불순물의 영향으로 1100°C 이상에서 실투(크리스토발석 형태의 국소 결정화)를 나타낼 수 있으며 이는 광학 특성을 손상시킬 수 있습니다.
• 열팽창 계수는 약 0.5 · 10−6 K−1로 매우 낮습니다. 이는 일반 안경보다 몇 배 더 낮습니다. 10-8 K-1 정도의 훨씬 더 약한 열팽창은 Corning이 도입한 초저팽창 유리라고 불리는 일부 이산화티타늄을 포함하는 수정된 형태의 용융 실리카를 사용하여 가능합니다.
• 높은 열 충격 저항은 약한 열팽창의 결과입니다. 급속 냉각으로 인해 높은 온도 구배가 발생하더라도 적당한 기계적 응력만 있습니다.
• 실리카는 제조 방법에 따라 화학적으로 매우 순수할 수 있습니다(아래 참조).
• 실리카는 불화수소산과 강알칼리성 용액을 제외하고는 화학적으로 매우 불활성입니다. 높은 온도에서는 물에도 어느 정도 용해됩니다(결정질 석영보다 훨씬 더 용해됨).
• 투명도 영역은 상당히 넓기 때문에(약 0.18μm ~ 3μm) 전체 가시 스펙트럼 영역 전체뿐만 아니라 자외선 및 적외선 영역에서도 용융 실리카를 사용할 수 있습니다. 그러나 제한은 재료 품질에 따라 크게 달라집니다. 예를 들어, 강한 적외선 흡수 밴드는 OH 함량과 금속 불순물의 UV 흡수로 인해 발생할 수 있습니다(아래 참조).
• 비정질 물질인 용융 실리카는 결정질 석영과 달리 광학적으로 등방성입니다. 이는 복굴절이 없으며 굴절률(그림 1 참조)이 단일 Sellmeier 공식으로 특성화될 수 있음을 의미합니다.