Silica e shkrirë është një lëndë e parë e shkëlqyer për përdorim në derdhjet e investimeve, zjarrduruesit, shkritoret, qeramikën teknike dhe aplikime të tjera që kërkojnë një produkt të qëndrueshëm, me pastërti të lartë me zgjerim termik shumë të ulët.
Përbërja Kimike | Klasa e Parë | Tipike | Klasa e Dytë | Tipike |
SiO2 | 99,9% min | 99,92 | 99,8% min | 99,84 |
Fe2O3 | Maksimumi 50 ppm | 19 | Maksimumi 80 ppm | 50 |
Al2O3 | Maksimumi 100 ppm | 90 | Maksimumi 150 ppm | 120 |
K2O | Maksimumi 30 ppm | 23 | Maksimumi 30 ppm | 25 |
Silica e shkrirë është bërë nga silicë me pastërti të lartë, duke përdorur teknologji unike të shkrirjes për të siguruar cilësinë më të lartë. Silica jonë e shkrirë është mbi 99% amorfe dhe ka një koeficient jashtëzakonisht të ulët të zgjerimit termik dhe rezistencë të lartë ndaj goditjeve termike. Silica e shkrirë është inerte, ka stabilitet të shkëlqyer kimik dhe ka përçueshmëri elektrike jashtëzakonisht të ulët.
Kuarci i shkrirë ka veti të shkëlqyeshme termike dhe kimike si një material kristali për rritjen e një kristali nga shkrirja, dhe pastërtia e tij e lartë dhe kostoja e ulët e bëjnë atë veçanërisht tërheqës për rritjen e kristaleve me pastërti të lartë. Megjithatë, në rritjen e disa llojeve të kristaleve, është e nevojshme një shtresë e veshjes pirolitike të karbonit midis shkrirjes dhe crucibilit të kuarcit.
Silica e shkrirë ka disa karakteristika të jashtëzakonshme si në lidhje me vetitë e tij mekanike, termike, kimike dhe optike:
• Është i fortë dhe i fortë dhe jo shumë i vështirë për t'u përpunuar dhe lustruar. (Mund të aplikohet edhe mikropërpunimi me lazer.)
• Temperatura e lartë e tranzicionit të qelqit e bën më të vështirë shkrirjen se xhamat e tjerë optikë, por gjithashtu nënkupton që temperaturat relativisht të larta të funksionimit janë të mundshme. Megjithatë, silici i shkrirë mund të shfaqë devitrifikim (kristalizim lokal në formën e kristobalitit) mbi 1100 °C, veçanërisht nën ndikimin e papastërtive të caktuara gjurmë, dhe kjo do të prishte vetitë optike.
• Koeficienti i zgjerimit termik është shumë i ulët – rreth 0,5 · 10−6 K−1. Kjo është disa herë më e ulët se për syzet tipike. Zgjerimi termik edhe më i dobët rreth 10−8 K−1 është i mundur me një formë të modifikuar të silicës së shkrirë me pak dioksid titani, të prezantuar nga Corning [4] dhe të quajtur xhami me zgjerim ultra të ulët.
• Rezistenca e lartë ndaj goditjes termike është rezultat i zgjerimit të dobët termik; ka vetëm stres mekanik të moderuar edhe kur ndodhin gradient të lartë të temperaturës për shkak të ftohjes së shpejtë.
• Silica mund të jetë kimikisht shumë e pastër, në varësi të metodës së prodhimit (shih më poshtë).
• Silica është kimikisht mjaft inerte, me përjashtim të acidit hidrofluorik dhe tretësirave fort alkaline. Në temperatura të ngritura, është gjithashtu disi i tretshëm në ujë (thelbësisht më shumë se kuarci kristalor).
• Rajoni i transparencës është mjaft i gjerë (rreth 0,18 μm deri në 3 μm), duke lejuar përdorimin e silicës së shkrirë jo vetëm në të gjithë rajonin e plotë të spektrit të dukshëm, por edhe në rrezet ultravjollcë dhe infra të kuqe. Sidoqoftë, kufijtë varen në thelb nga cilësia e materialit. Për shembull, brezat e fortë të thithjes infra të kuqe mund të shkaktohen nga përmbajtja e OH dhe thithja e UV nga papastërtitë metalike (shih më poshtë).
• Si një material amorf, silici i shkrirë është optikisht izotropik – ndryshe nga kuarci kristalor. Kjo nënkupton që ai nuk ka dythyerje dhe indeksi i tij i thyerjes (shih Figurën 1) mund të karakterizohet me një formulë të vetme Sellmeier.