Kausētais silīcija dioksīds ir lielisks izejmateriāls izmantošanai investīciju liešanā, ugunsizturīgās rūpnīcās, lietuvēs, tehniskajā keramikā un citos lietojumos, kur nepieciešams konsekvents, augstas tīrības pakāpes produkts ar ļoti zemu termisko izplešanos.
Ķīmiskais sastāvs | Pirmā klase | Tipiski | Otrā klase | Tipiski |
SiO2 | 99,9% min | 99.92 | 99,8%min | 99.84 |
Fe2O3 | 50 ppm maks | 19 | 80 ppm maks | 50 |
Al2O3 | 100 ppm maks | 90 | 150 ppm maks | 120 |
K2O | 30 ppm maks | 23 | 30 ppm maks | 25 |
Fused Silica ir izgatavots no augstas tīrības pakāpes silīcija dioksīda, izmantojot unikālu kodolsintēzes tehnoloģiju, lai nodrošinātu augstāko kvalitāti. Mūsu kausētais silīcija dioksīds ir vairāk nekā 99% amorfs, un tam ir ārkārtīgi zems termiskās izplešanās koeficients un augsta izturība pret termisko triecienu. Kausētais silīcija dioksīds ir inerts, tam ir lieliska ķīmiskā stabilitāte un ārkārtīgi zema elektrovadītspēja.
Kausētajam kvarcam ir lieliskas termiskās un ķīmiskās īpašības kā tīģeļa materiālam monokristālu audzēšanai no kausējuma, un tā augstā tīrība un zemās izmaksas padara to īpaši pievilcīgu augstas tīrības pakāpes kristālu audzēšanai. Tomēr dažu veidu kristālu augšanā starp kausējumu un kvarca tīģeli ir nepieciešams pirolītiskā oglekļa pārklājuma slānis.
Kausētam silīcija dioksīdam ir vairākas ievērojamas īpašības gan attiecībā uz tā mehāniskajām, termiskajām, ķīmiskajām un optiskajām īpašībām:
• Tas ir ciets un izturīgs, un to nav pārāk grūti apstrādāt un pulēt. (Var izmantot arī lāzera mikroapstrādi.)
• Augstā stiklošanās temperatūra padara to kušanu grūtāku nekā citiem optiskajiem stikliem, taču tas arī nozīmē, ka ir iespējama salīdzinoši augsta darbības temperatūra. Tomēr kausētam silīcija dioksīdam var būt devitrifikācija (lokāla kristalizācija kristobalīta formā) virs 1100 °C, jo īpaši dažu piemaisījumu ietekmē, un tas sabojātu optiskās īpašības.
• Termiskās izplešanās koeficients ir ļoti zems – aptuveni 0,5 · 10−6 K−1. Tas ir vairākas reizes mazāks nekā parastajām brillēm. Pat daudz vājāka termiskā izplešanās ap 10–8 K–1 ir iespējama ar modificētu kausēta silīcija dioksīda formu ar nelielu titāna dioksīdu, ko ieviesa Kornings [4] un ko sauc par īpaši zemas izplešanās stiklu.
• Augstā termiskā triecienizturība ir vājas termiskās izplešanās rezultāts; ir tikai mērens mehāniskais spriegums pat tad, ja straujas dzesēšanas dēļ rodas augstas temperatūras gradienti.
• Silīcija dioksīds var būt ķīmiski ļoti tīrs atkarībā no ražošanas metodes (skatīt tālāk).
• Silīcija dioksīds ir ķīmiski diezgan inerts, izņemot fluorūdeņražskābi un stipri sārmainus šķīdumus. Paaugstinātā temperatūrā tas arī nedaudz šķīst ūdenī (ievērojami vairāk nekā kristāliskais kvarcs).
• Caurspīdības apgabals ir diezgan plašs (apmēram no 0,18 μm līdz 3 μm), kas ļauj izmantot kausētu silīcija dioksīdu ne tikai visā redzamajā spektrālajā apgabalā, bet arī ultravioletajā un infrasarkanajā gaismā. Tomēr ierobežojumi lielā mērā ir atkarīgi no materiāla kvalitātes. Piemēram, spēcīgas infrasarkanās absorbcijas joslas var izraisīt OH saturs un metālisku piemaisījumu UV absorbcija (skatīt tālāk).
• Kā amorfs materiāls kausētais silīcija dioksīds ir optiski izotrops – atšķirībā no kristāliskā kvarca. Tas nozīmē, ka tai nav divkāršās laušanas, un tā laušanas koeficientu (sk. 1. attēlu) var raksturot ar vienu Selmeiera formulu.