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Il quarzo trasmette la luce UV? Spiegazione della trasparenza UV del vetro al quarzo


Immagina di dover specificare una camera di disinfezione UV, un reattore fotochimico o una cella ottica per uno spettrometro. Una delle prime domande materiali è se il quarzo lascerà effettivamente passare la luce ultravioletta. La risposta è importante perché il vetro comune, che è ovunque ed economico, blocca la maggior parte dei raggi UV sulla finestra. Il quarzo fuso, al contrario, è uno dei pochi materiali tecnici trasparenti che passa l'ultravioletto profondo con una perdita minima. In qualità di produttore di vetro al quarzo che fornisce clienti di semiconduttori, fotovoltaici, di laboratorio e ottici, rispondiamo a questa domanda quasi ogni settimana, quindi questo articolo ti fornisce la risposta pratica a livello di specifiche.

Sì: il quarzo trasmette la luce UV. A seconda del grado e dello spessore, il vetro al quarzo lascia passare circa l'85-92% dei raggi UV incidenti a 254 nm, mentre la silice fusa ad elevata purezza rimane trasmissiva fino a circa 185 nm. Il valore esatto dipende dalla qualità del materiale, dal contenuto di impurità, dalla finitura superficiale e dalla lunghezza del percorso. Nelle sezioni seguenti spieghiamo perché il quarzo si comporta in questo modo, come si confrontano i diversi gradi di quarzo, come si comporta il quarzo rispetto al vetro borosilicato e soda-calcico e come selezionare il giusto quarzo con trasmissione UV per la propria applicazione.

Punto chiave: Il quarzo trasmette la luce UV in tutte e tre le bande UV e il grado e lo spessore scelti determinano esattamente la quantità di UV che raggiunge il processo.

Il quarzo trasmette la luce UV? La risposta diretta

La risposta breve è sì, e anche la risposta utile in ambito ingegneristico è sì, con una nota di valutazione allegata. Il vetro al quarzo è trasparente nell'intera gamma degli ultravioletti utilizzati nell'industria: UVA da 315 a 400 nm, UVB da 280 a 315 nm e UVC da 200 a 280 nm. Un tubo o una piastra di quarzo trasparente standard trasmette più dell'85% della radiazione UVC a 254 nm, motivo per cui il quarzo è il materiale dell'involucro specificato per lampade UV germicide, depuratori d'acqua UV e reattori UV. Il normale vetro sodo-calcico, al confronto, assorbe gli UVC quasi completamente e anche il vetro borosilicato diventa opaco al di sotto di circa 300 nm.

Quando i professionisti del settore parlano di quarzo che trasmette la luce UV, normalmente si riferiscono al quarzo fuso o alla silice fusa, non al quarzo cristallino utilizzato per i controsoffitti. Il quarzo fuso viene prodotto fondendo il cristallo di quarzo naturale o la sabbia silicea in un vetro amorfo, mentre la silice fusa è solitamente costituita da precursori sintetici. Entrambe le forme condividono la stessa chimica fondamentale, il biossido di silicio puro, con le differenze nella purezza e nel percorso di produzione che si manifestano principalmente nella gamma dei raggi UV profondi.

Il quarzo trasmette raggi UVA, UVB e UVC; il vetro sodico-calcico blocca la maggior parte dei raggi ultravioletti inferiori a 350 nm.
Banda UV Gamma di lunghezze d'onda Comportamento del vetro al quarzo Comportamento del vetro sodico-calcico
UVA 315-400 nm Trasmette circa il 90% attraverso la banda del quarzo standard Trasmette parzialmente al di sopra di circa 350 nm; assorbe gli UVA più brevi
UVB 280-315 nm Trasmette circa dall'85 al 90%. Blocca quasi tutti i raggi UVB
UVC 200-280 nm Trasmette circa dall'85 al 92% per il quarzo di grado UV Blocca essenzialmente tutti gli UVC
UV/VUV profondo 100-200 nm La silice fusa sintetica di grado UV trasmette fino a circa 185 nm con uno spessore di 10 mm Opaco

I numeri sopra presuppongono una superficie pulita e lucida e uno spessore tipico della parete compreso tra 1 e 10 mm. Le sezioni più spesse assorbono di più, motivo per cui un'asta di quarzo da 50 mm mostrerà una trasmissione UV inferiore rispetto a una finestra di quarzo da 1 mm dello stesso grado. Anche la finitura superficiale è importante: una superficie molata o satinata disperde una quota significativa di UV, mentre una superficie lucida mantiene le perdite di riflessione vicine al valore teorico di circa il 3,5% per superficie.

Punti chiave: Il quarzo trasmette la luce UV attraverso UVA, UVB e UVC, con i migliori gradi che trasmettono fino a circa 185 nm; i normali blocchi di vetro quasi tutti UVC e la maggior parte UVB.

Perché il quarzo trasmette la luce UV e il vetro comune no

La fisica dietro la trasmissione UV è in realtà la fisica dell’assorbimento. La luce ultravioletta viene assorbita da un materiale quando l'energia del fotone corrisponde a una transizione elettronica consentita nel materiale. Il quarzo fuso puro ha una banda proibita molto ampia, circa da 8 a 9 elettronvolt. I fotoni UV più energetici utilizzati nei sistemi pratici, ad esempio un fotone da 200 nm trasporta circa 6,2 elettronvolt, non hanno energia sufficiente per eccitare un elettrone attraverso tale intervallo. Di conseguenza, non esiste un meccanismo di assorbimento intrinseco della luce UV nella silice pura e i fotoni semplicemente la attraversano.

Il normale vetro delle finestre è un materiale diverso dal punto di vista chimico. Il vetro sodico-calcico contiene ossido di sodio, ossido di calcio e solitamente diverse centinaia di parti per milione di ferro. Il ferro, soprattutto nella sua forma ferrica, è uno dei più potenti assorbitori di ultravioletti conosciuti; anche poche parti per milione rendono il vetro opaco agli UVC. Gli ioni modificatori inoltre rompono la rete di silice e creano atomi di ossigeno non a ponte, che introducono livelli di energia localizzati. Questi livelli forniscono ai fotoni UV un percorso per essere assorbiti, quindi il vetro si blocca anziché trasmettere.

Ecco perché la purezza è il concetto centrale nel quarzo di grado UV. Il processo di produzione del quarzo controlla tre fattori che determinano la trasmissione UV: il livello di impurità metalliche, la concentrazione di gruppi idrossilici e il numero di difetti di carenza di ossigeno. Per lavori con raggi UV profondi inferiori a 220 nm, la silice fusa sintetica da precursori di elevata purezza offre la rete più pulita e la trasmissione più elevata. Il quarzo naturale fuso a fiamma, da cui proviene la maggior parte dei tubi e delle piastre di quarzo sul mercato, ha una trasmissione UV profonda leggermente inferiore perché trattiene oligoelementi dal cristallo naturale.

Esiste anche una distinzione pratica tra silice fusa a basso contenuto di OH e ad alto contenuto di OH che gli acquirenti di sistemi UV dovrebbero comprendere. La silice fusa ad alto contenuto di OH o umida, tipica di JGS1, offre un'eccellente trasmissione dei raggi UV profondi e una migliore resistenza ai danni indotti dai raggi UV. La silice fusa a basso contenuto di OH o secca, tipica di JGS3, è stata sviluppata per l'ottica a infrarossi e ha una trasmissione ridotta al di sotto di circa 260 nm. Per le applicazioni ultraviolette, i gradi ad alto contenuto di OH sono quasi sempre la scelta più sicura.

  • Rete SiO2 purificata: nessun ione modificatore per assorbire l'energia ultravioletta.
  • Ampio gap di banda: i fotoni UV non hanno l'energia per innescare l'assorbimento elettronico.
  • Basso contenuto di impurità metalliche: assenza di bande di assorbimento di ferro o metalli di transizione.
  • Struttura controllata: centri con carenza minima di ossigeno che assorbono vicino a 248 nm e 215 nm.
Punti chiave: Il quarzo trasmette la luce UV perché il biossido di silicio puro ha un ampio intervallo di banda e una rete priva di impurità che assorbono i raggi UV, mentre il vetro normale blocca i raggi UV a causa dei modificatori della rete e della contaminazione da tracce di metalli.

Trasmittanza UV del quarzo per grado: JGS1, JGS2, JGS3 e silice fusa

Non tutto il quarzo trasmette i raggi UV allo stesso modo e gran parte della specifica di un componente di quarzo consiste nella scelta del grado giusto. La classificazione dello standard ottico cinese JGS1, JGS2 e JGS3 è ampiamente utilizzata in tutto il settore e si associa strettamente ai tipi di silice fusa internazionali. Il principio di ordinazione è semplice per l'acquirente: minore è il numero, migliore è la prestazione UV profonda. JGS1, il grado sintetico UV lontano, trasmette fino a circa 185 nm; JGS2, realizzato in quarzo naturale, copre la gamma UV superiore a circa 220 nm; e JGS3, un grado di infrarossi a basso contenuto di OH, non è consigliato per il servizio UV profondo.

Intervalli di lavoro UV e trasmissione tipica di 254 nm per grado di quarzo.
Grado Base di produzione Pratica gamma UV Trasmittanza tipica a 254 nm (10 mm) Applicazioni primarie
JGS1 Silice fusa sintetica, alto OH 185-2500 nm Circa il 90%. Ottica UV profondo, semiconduttore 193/248 nm, spettroscopia UV
JGS2 Quarzo naturale fuso a fiamma 220-2500 nm Circa l'86%. Lampade UV, maniche, finestre, ottica UV generale
JGS3 Silice fusa a basso contenuto di OH 260-3500 nm Circa l'80%. Ottiche IR, termografia, sistemi UV-IR a banda larga
Tubo standard in quarzo trasparente Quarzo fuso elettricamente 240-2500 nm Circa l'82%. Involucri di lampade, tubi riscaldanti, reattori industriali

Poiché JGS1 è il materiale da scegliere quando un sistema deve funzionare a 185-220 nm, è anche il grado che consigliamo per applicazioni UV impegnative come reattori di ozono, ottica laser ad eccimeri e spettroscopia VUV. La combinazione di ampia trasmissione e bassa solarizzazione vale il prezzo più alto quando sono in gioco le prestazioni UV profonde.

Far UV Optical Quartz Glass JGS1 for Deep Ultraviolet Applications Vetro al quarzo ottico UV lontano JGS1 per applicazioni ultraviolette profonde Questo grado di silice fusa sintetica offre una trasmissione nell'intervallo 185-220 nm con bassa solarizzazione, rendendolo adatto per sistemi UV esigenti come l'ottica laser ad eccimeri e la spettroscopia VUV. Visualizza il prodotto →

Una curva di trasmissione racconta una storia più chiara di un singolo punto dati. Il grafico seguente traccia la trasmittanza interna in funzione della lunghezza d'onda per tre materiali comuni con uno spessore di 10 mm. Le tre curve coprono la silice fusa di grado UV, il quarzo fuso standard e il vetro borosilicato da 180 nm a 400 nm. Puoi vedere che la scelta del materiale diventa critica al di sotto dei 300 nm. In particolare, la regione UV profonda tra 180 nm e 220 nm separa la silice fusa sintetica da ogni altra famiglia di vetri.

Trasmittanza UV della silice fusa rispetto al quarzo standard rispetto al vetro borosilicato (10 mm) 0% 25% 50% 75% 100% 180 220 260 300 340 380 400 nm Lunghezza d'onda (nm) Trasmittanza Silice fusa di grado UV (JGS1) Quarzo fuso standard Vetro borosilicato

La prima cosa che il lettore dovrebbe notare è quanto sia piatta la curva della silice fusa di grado UV: rimane al di sopra del 90% da 200 nm fino a 400 nm. Il quarzo fuso standard segue un percorso simile a lunghezze d'onda maggiori, ma la sua trasmissione inizia a scendere notevolmente al di sotto di 220 nm. A 200 nm, il quarzo standard trasmette solo circa il 70% in un percorso di 10 mm, mentre la silice fusa di grado UV trasmette ancora più del 90%. Il vetro borosilicato, mostrato nella curva grigio chiaro, è effettivamente opaco al di sotto di 300 nm. Tra 310 nm e 330 nm, il borosilicato sale rapidamente da circa il 20% a oltre il 60%, il che corrisponde al suo comportamento come materiale che trasmette i raggi UVA e blocca i raggi UVB e UVC. Alla lunghezza d'onda germicida pratica di 254 nm, la silice fusa di grado UV e il quarzo standard trasmettono entrambi fortemente, mentre il borosilicato trasmette essenzialmente zero. Questo è esattamente il motivo per cui il quarzo, e non il borosilicato, è presente nella parete di ogni lampada di disinfezione UV al mercurio e amalgama. Per le applicazioni che richiedono lunghezze d'onda inferiori a 200 nm, come la generazione di ozono a 185 nm, solo la silice fusa sintetica di elevata purezza fornisce un'utile trasmittanza di lavoro. Le curve spiegano anche perché il passaggio da una finestra di silice fusa a una finestra di borosilicato in un sistema di spettroscopia UV cambia completamente la misurazione. In breve, lo spettro di trasmissione risponde sia alla domanda scientifica che alla domanda di acquisto: il quarzo trasmette la luce UV e il grado scelto decide dove si trova il limite UV pratico.

Per l'acquisto su scala di produzione, un produttore può fornire curve di trasmissione misurate per ciascun lotto. La silice fusa di grado UV e il quarzo standard trasmettono entrambi la luce UV e la domanda pratica è solo dove si trova la lunghezza d'onda di lavoro.

Punti chiave: La trasmittanza UV del quarzo dipende dal grado: la silice fusa sintetica JGS1 fornisce la gamma UV più profonda fino a 185 nm, JGS2 copre 220 nm e oltre e la silice fusa a basso contenuto di OH JGS3 dovrebbe essere riservata al lavoro IR.

Quarzo vs vetro borosilicato vs vetro sodico-calcico: trasmissione UV a confronto

Un confronto diretto a lunghezze d'onda fisse è il modo più veloce per comunicare perché il quarzo è il materiale UV predefinito. A 254 nm, la lunghezza d'onda delle lampade germicide, il quarzo trasmette più dell'80% mentre il vetro borosilicato e soda-calcico non trasmette praticamente nulla. A 302 nm, nel campo degli UVB, il quarzo trasmette ancora circa il 90% e il borosilicato inizia appena ad aprirsi. A 365 nm, nella gamma UVA, il quarzo è ancora il leader, ma il borosilicato diventa utilizzabile e la calce sodata raggiunge circa il 50%. La conclusione è inequivocabile: quanto più corta è la lunghezza d'onda, tanto più il quarzo avanza.

Confronto di trasmissione del quarzo e del vetro convenzionale a tre lunghezze d'onda UV, spessore 1 mm.
Materiale UVC a 254 nm UVB a 302 nm UVA a 365 nm Cut-off UV approssimativo
Silice fusa di grado UV (JGS1) Circa il 90%. Circa il 92%. Circa il 92%. Circa 185 nm
Quarzo JGS2 Circa l'87%. Circa l'89%. Circa il 90%. Circa 220 nm
Vetro borosilicato Circa lo 0%. Circa il 15%. Circa il 78%. Circa 300 nm
Vetro sodico-calcico Circa lo 0%. Circa lo 0%. Circa il 50 per cento Circa 350 nm

Diversi acquirenti ci chiedono se sia accettabile utilizzare manicotti in borosilicato in un sistema UV-C per ridurre i costi. La risposta misurata è no: a 254 nm la guaina stessa assorbirebbe quasi tutti i raggi UV-C, quindi la lampada riscalderebbe l’acqua o l’aria senza fornire una dose significativa. Gli unici materiali che funzionano per gli UVC nella pratica industriale sono il quarzo, la silice fusa di elevata purezza e alcuni fluoropolimeri come PTFE e PFA, e i fluoropolimeri raramente hanno le proprietà strutturali o termiche del quarzo. Le lastre JGS2 forniscono la combinazione più conveniente di trasmissione UV e stabilità termica per involucri, finestre e coperture industriali.

UV Optical Quartz Plate JGS2 for Industrial UV-C Envelopes Piastra al quarzo ottico UV JGS2 per buste industriali UV-C Senza banda di assorbimento da 200 a 250 nm, questa lastra al quarzo fornisce trasmissione UV e stabilità termica economicamente vantaggiose per manicotti di lampade, oblò e coperture nei sistemi ultravioletti-C. Visualizza il prodotto →

Una curva spettrale è solo una parte della storia; gli acquirenti desiderano anche un rapido confronto con l'esatta lunghezza d'onda utilizzata dal loro processo. La luce ultravioletta C a 254 nm è l'emissione standard delle lampade germicide al mercurio a bassa pressione, quindi questa lunghezza d'onda appare in migliaia di specifiche di prodotto. Il grafico seguente confronta la trasmissione misurata di sei gruppi di materiali comuni con uno spessore di 1 mm. Abbiamo utilizzato intenzionalmente uno spessore di parete sottile e rappresentativo perché la maggior parte dei manicotti delle lampade UV e delle finestre ottiche sono specificate nell'intervallo da 1 mm a 3 mm. Le barre illustrano quanto è ampio il divario tra i prodotti al quarzo e i prodotti in vetro convenzionali a questa lunghezza d'onda critica.

Trasmissione UV-C a 254 nm per Materiale (spessore 1 mm) 0% 25% 50% 75% 100% Silice fusa di grado UV (JGS1) 90% Silice fusa a basso contenuto di OH 90% Quarzo JGS2 86% Quarzo fuso standard 82% Vetro borosilicato 0% Vetro sodico-calcico 0%

La silice fusa di grado UV e la silice fusa a basso contenuto di OH si trovano in cima al grafico, entrambe trasmettono circa il 90% degli UVC incidenti. Il quarzo JGS2 si sposta leggermente all'86% circa, una differenza raramente visibile nell'uso quotidiano ma che può influire sull'efficienza della lampada per migliaia di ore di funzionamento. I tubi standard al quarzo fuso, che sono il materiale più utilizzato per i manicotti in quarzo e gli involucri delle lampade, trasmettono circa l'82% a questo spessore. Il vetro borosilicato e soda-calcico, mostrati come barre trascurabili nella parte inferiore, non trasmettono essenzialmente UVC a 254 nm. La conseguenza pratica è che una lampada progettata con un manicotto in borosilicato non potrà mai fornire la dose UVC nominale, indipendentemente dalla potenza applicata. Questo è anche il motivo per cui le sonde ottiche e i sensori UV utilizzati a 254 nm specificano sempre finestre in quarzo anziché finestre in vetro. Un'altra osservazione utile è che la differenza tra i quattro tipi di quarzo è solo di circa otto punti percentuali, il che significa che anche il tipo di quarzo più economico è ancora un vero trasmettitore UV. Quando l'applicazione si sposta verso lunghezze d'onda più corte, come le lampade ad eccimeri con cloruro di kripton da 222 nm, vale la stessa classifica, ma il divario tra JGS1 e il quarzo standard si allarga. A 185 nm, la differenza diventerebbe ancora più evidente e solo i gradi di silice fusa sintetica rimarrebbero utili. Dal punto di vista dell'approvvigionamento, questa tabella è un buon promemoria per chiedere al proprio fornitore l'effettiva curva di trasmissione del grado indicato, perché non tutto il quarzo è uguale. Un produttore affidabile fornirà i dati misurati per ogni lotto di produzione.

Dal punto di vista del produttore, la conclusione è semplice: forniamo tutti questi gradi sotto forma di tubi, barre e piastre e gli ordini all'ingrosso possono mescolare i gradi in un'unica spedizione. Poiché le differenze ottiche sono misurabili, consigliamo sempre di effettuare il preventivo con una lunghezza d'onda target.

Punti chiave: Alle lunghezze d'onda UVC, il quarzo è l'unico materiale di vetro convenzionale che trasmette livelli utilizzabili di luce UV; il vetro borosilicato e quello soda-calcico bloccano quasi completamente la radiazione a 254 nm.

Applicazioni industriali e di laboratorio che si basano sulla trasmissione UV al quarzo

La trasparenza UV del quarzo non è una curiosità di laboratorio; è ciò che fa funzionare diverse industrie da miliardi di dollari. Nella disinfezione UV, i manicotti al quarzo e gli involucri della lampada al quarzo consentono a una lampada al mercurio di emettere UVC nell'acqua, nell'aria e nelle superfici. Nella fabbricazione dei semiconduttori, le ottiche e le finestre al quarzo trasportano la luce laser da 193 nm e 248 nm attraverso stepper e strumenti di ispezione. Nella chimica analitica, le cuvette e i capillari in quarzo consentono la spettroscopia UV inferiore a 200 nm che il vetro non può supportare. Nella polimerizzazione UV, le barre e le piastre di quarzo forniscono energia UVA e UVB ad adesivi, inchiostri e rivestimenti senza degradarsi in caso di esposizione continua.

Ogni applicazione pone requisiti leggermente diversi al quarzo. I sistemi di disinfezione necessitano di un'elevata trasmissione UVC in tubi a pareti sottili, oltre alla resistenza agli shock termici quando la lampada è calda; gli strumenti per semiconduttori necessitano di silice fusa sintetica di prima qualità con basso contenuto di bolle e uniformità certificata; Le linee di polimerizzazione UV necessitano di piastre di quarzo di grandi dimensioni che possano essere maneggiate, pulite e sostituite rapidamente. Una fabbrica che produce quarzo in tutte queste forme può fornirne qualcuna dallo stesso sistema di produzione.

Disinfezione UV e ambientale

  • Manicotti al quarzo per lampade UVC a bassa pressione e ad amalgama
  • Finestre in quarzo per sensori di fluenza UV
  • Tubi al quarzo per la generazione di ozono a 185 nm
  • Oblò in quarzo per camere di ossidazione UV

Semiconduttori, ottici e analitici

  • Viewport JGS1 e lenti per litografia DUV
  • Cuvette e celle in quarzo per spettroscopia UV/Vis
  • Aste in quarzo per erogazione UV in fibra ottica
  • Tubi al quarzo resistenti ai raggi UV per processi al plasma e CVD

Il prodotto che unisce entrambi i mondi per gli acquirenti industriali è il tubo al quarzo resistente ai raggi UV. Viene utilizzato sia come involucro della lampada in apparecchi germicidi ad alto rendimento sia come copertura protettiva nelle apparecchiature di polimerizzazione UV e deve mantenere una trasmissione stabile per migliaia di ore. Le versioni drogate aggiungono un altro livello di controllo: modificando chimicamente la rete di silice, il drogaggio può spostare o eliminare bande UV specifiche, il che è utile quando una lampada deve far passare determinate lunghezze d'onda sopprimendone altre. Per i clienti che necessitano di finestre al quarzo di precisione e oblò per camere UV, offriamo finestre lucide in JGS1, JGS2 e quarzo standard, con dimensioni e finiture dei bordi personalizzate. I nostri tubi in vetro al quarzo resistenti alle alte temperature e ai raggi ultravioletti sono prodotti esattamente per questo ciclo di lavoro, con spessore della parete controllato e trasmissione UVC misurata.

High-Temperature and Ultraviolet Resistant Quartz Glass Tubes Tubi in vetro al quarzo resistenti alle alte temperature e ai raggi ultravioletti Questi tubi SiO₂ superano il 93% di trasmittanza dal visibile al vicino infrarosso, con spessore delle pareti controllato e trasmissione UVC misurata, rendendoli involucri affidabili per lampade germicide e polimerizzanti. Visualizza il prodotto →

Un ultimo punto sull'idoneità: se il vostro processo utilizza la luce UV per polimerizzare, disinfettare, analizzare o ablare, il quarzo è quasi sempre l'interfaccia ottica corretta. I pochi casi in cui il quarzo non è consigliato sono i processi che si basano su lunghezze d'onda inferiori a circa 180 nm, dove anche la silice fusa sintetica inizia a perdere trasparenza, e i processi che necessitano di un blocco UV selettivo, dove il drogaggio o il rivestimento anziché il semplice quarzo è lo strumento giusto.

Punti chiave: Dalle lampade germicide a 254 nm alle ottiche per litografia a 193 nm, la trasmissione UV al quarzo è la proprietà che consente la disinfezione, la produzione di semiconduttori, la spettroscopia UV e la polimerizzazione UV.

Come scegliere il quarzo a trasmissione UV per la tua applicazione

La scelta del giusto quarzo con trasmissione UV inizia con un numero: la lunghezza d'onda più corta utilizzata dal processo. Quel singolo numero determina la qualità, la purezza del materiale e solitamente il prezzo. La seconda domanda è la lunghezza del percorso, perché una finestra da 1 mm e un'asta da 50 mm trasmettono in modo molto diverso anche nello stesso materiale. Il terzo gruppo di domande riguarda la temperatura operativa, la pressione, l'esposizione chimica e il montaggio meccanico, che influenzano tutti la progettazione del componente finale.

Come utile regola empirica: sopra i 300 nm, funzionano la maggior parte dei gradi di quarzo trasparenti; inferiore a 300 nm, specificare un materiale di grado UV; al di sotto di 220 nm, specificare la silice fusa sintetica. Se il tuo fornitore non è in grado di dirti il ​​limite pratico del suo quarzo, consideralo come un campanello d'allarme.

Quarzo trasparente standard

Ideale per lampade da 254-365 nm

buste, maniche,

e tubi del reattore.

Economico, alto

resistenza agli shock termici,

circa dall'82 all'86%.

Trasmissione UVC

a parete da 1 a 2 mm.

Silice fusa di grado UV JGS1

Copre 185-2500 nm per

ottica UV profonda e

strumenti per semiconduttori.

Purezza più alta, più bassa

solarizzazione, premio

prezzo.

Quarzo JGS2 di grado UV

Copre 220-2500 nm.

Scelta equilibrata per

Finestre UV, processo

oblò, manicotti delle lampade

e lavoro ottico generale.

Silice fusa a basso contenuto di OH

Per IR o banda larga

Ottica UV-IR. Evitare di seguito

260 nm; UV profondo

la trasmissione è distinta

inferiore a JGS1.

Oltre al voto, quattro dettagli delle specifiche meritano attenzione. Lo spessore della parete o lo spessore della finestra modificano sia la resistenza meccanica che la trasmissione, quindi ottimizza la sezione più sottile in grado di resistere alla pressione del processo. La qualità della superficie è importante: una superficie finemente lucidata riduce al minimo la dispersione, mentre una superficie levigata può ridurre l'emissione effettiva dei raggi UV del 5-15%. La finitura dei bordi e le tolleranze sono importanti per la sigillatura in alloggiamenti metallici o ceramici. Infine, richiedi i dati di trasmissione effettivi alla tua lunghezza d'onda di lavoro, non solo una tipica curva da un foglio dati.

Poiché produciamo e non rivendiamo solo quarzo, possiamo fornire prodotti di grado UV con certificati di test specifici per lotto, dimensioni personalizzate e carichi misti per acquirenti all'ingrosso. La stessa fabbrica che produce le piastre ottiche JGS1 produce anche tubi al quarzo di grande diametro per reattori UV, quindi un unico fornitore può coprire sia l'ottica che l'hardware di processo. Se la tua applicazione richiede il comportamento opposto, ovvero bloccare i raggi UV invece di trasmetterli, Tubo in quarzo drogato per filtrazione UV è prodotto dalla nostra fabbrica con prestazioni spettrali controllate.

Punti chiave: Definire prima la lunghezza d'onda di lavoro più corta; quindi scegliere il grado, lo spessore della parete, la finitura superficiale e il fornitore in grado di fornire la trasmissione UV misurata a quella lunghezza d'onda.

Manipolazione, pulizia e manutenzione del quarzo di grado UV

Il quarzo di grado UV acquisisce la sua trasparenza con purezza, il che significa che la contaminazione superficiale si manifesta immediatamente nei sistemi UV. Una singola impronta digitale contiene oli che assorbono fortemente i raggi ultravioletti e una finestra di quarzo contaminata può misurare una trasmissione UVC inferiore dal 10 al 20% rispetto a una finestra pulita. L'assorbimento in superficie riscalda anche il quarzo localmente, il che può accelerare la devetrificazione o la fessurazione nelle lampade ad alta potenza. Mantenere pulite le superfici ottiche UV non è quindi un'operazione cosmetica; è un requisito di prestazione.

  • Maneggiare solo i bordi in quarzo, con guanti puliti in nitrile o privi di pelucchi.
  • Pulire con etanolo o acetone di grado ottico e una salvietta priva di pelucchi; strofinare delicatamente e controllare la presenza di striature.
  • Per una contaminazione grave, utilizzare un acido fluoridrico diluito, seguito da un risciacquo e un'asciugatura con acqua deionizzata, con adeguati controlli di sicurezza.
  • Evitare detergenti abrasivi; i graffi diffondono la luce UV e riducono la dose erogata.
  • Ispezionare periodicamente i manicotti e le finestre delle lampade con un radiometro UV; sostituire quando la trasmissione diminuisce di oltre il 5-10%.
  • Conservare le parti di ricambio in quarzo in custodie protettive in un'area pulita e asciutta.

Una nota a parte merita la gestione termica. Il vetro al quarzo ha un basso coefficiente di dilatazione, circa un diciassettesimo di quello del vetro sodo-calcico, quindi resiste agli shock termici molto meglio del vetro normale. Ciò non significa che sia indistruttibile: un manicotto di quarzo freddo esposto a una lampada calda o una superficie bagnata che tocca un tubo caldo possono comunque rompersi. Riscaldare gradualmente i nuovi componenti nel sistema, mantenere uniformi le guarnizioni ed evitare fiamme localizzate o contatti con punti caldi.

Anche dal punto di vista della produzione effettuiamo controlli di qualità con lo stesso spirito. Ogni componente di grado UV viene ispezionato per verificarne la qualità superficiale, misurato per la trasmissione alla lunghezza d'onda del cliente quando richiesto e imballato in modo che la superficie ottica arrivi intatta. Questi passaggi possono sembrare semplici, ma sono il motivo per cui un prodotto al quarzo di un produttore dedicato funziona in modo diverso da un generico pezzo di vetro al quarzo.

Punti chiave: Le superfici pulite e la gestione termica delicata preservano la trasmissione UV del quarzo: anche un'impronta digitale può ridurre l'emissione UVC del 10-20%.

Domande frequenti: il quarzo trasmette la luce UV?

Ecco le domande che gli acquirenti di laboratori, gli impiantisti e i team di approvvigionamento pongono più spesso sul quarzo e sulla luce ultravioletta.

Q1. Il quarzo trasmette la luce UV o la blocca?

Sì, il quarzo trasmette la luce UV. Il vetro al quarzo trasmette l'ultravioletto attraverso le gamme UVA, UVB e UVC, mentre la silice fusa sintetica di elevata purezza trasmette fino a circa 185 nm. Il vetro normale no: blocca quasi tutti gli UVC e la maggior parte degli UVB.

Q2. Qual è la trasmittanza UV del quarzo a 254 nm?

Con uno spessore tipico della parete compreso tra 1 e 2 mm, il quarzo di grado UV trasmette circa dall'85 al 92% a 254 nm. La silice fusa JGS1 è vicina al 90%, JGS2 circa dall'86 all'88% e i tubi di quarzo trasparenti standard circa dall'82 all'86%. Il vetro borosilicato e soda-calcico trasmette essenzialmente zero a questa lunghezza d'onda.

Q3. Qual è la differenza tra il quarzo JGS1, JGS2 e JGS3?

JGS1 è silice fusa sintetica con la gamma UV più ampia, fino a 185 nm. JGS2 è realizzato in quarzo naturale e copre la gamma superiore a circa 220 nm, sufficiente per la maggior parte delle lampade e finestre UV. JGS3 è un grado a basso contenuto di OH destinato all'ottica a infrarossi e le sue prestazioni UV inferiori a 260 nm sono nettamente inferiori.

Q4. I tubi al quarzo possono essere utilizzati per le lampade germicide UVC?

SÌ. I tubi al quarzo sono il materiale standard dell'involucro e del manicotto per le lampade UVC a bassa pressione e ad amalgama. Combinano un'elevata trasmissione a 254 nm con la resistenza agli shock termici necessaria quando le lampade funzionano a temperature superficiali elevate.

Q5. Il vetro comune blocca i raggi UVC?

SÌ. Sia il vetro sodo-calcico che quello borosilicato assorbono quasi completamente gli UVC. Questo è il motivo per cui le lampade di disinfezione UV, le lampade a ozono e i sensori UV devono utilizzare involucri e finestre al quarzo anziché in vetro.

Q6. Posso acquistare all'ingrosso prodotti personalizzati al quarzo di grado UV?

SÌ. In qualità di produttore di vetro al quarzo, forniamo JGS1, JGS2, JGS3 e quarzo standard in tubi, aste, piastre, finestre e forme fabbricate su misura. Sono disponibili ordini all'ingrosso, dimensioni OEM e quantità di produzione e ogni prodotto può essere spedito con dati di trasmissione UV misurati.

Punti chiave: Il quarzo è l'unico materiale di vetro convenzionale che trasmette la luce UV da 185 nm alla gamma visibile; in caso di dubbio, specificare il grado e verificare la trasmissione alla propria lunghezza d'onda operativa.

Esplora i prodotti al quarzo di grado UV della nostra fabbrica

Il nostro programma di produzione copre il quarzo a trasmissione UV in ogni forma necessaria a un sistema UV: tubi per involucri e manicotti di lampade, aste per lavori meccanici e ottici, piastre e finestre per oblò e articoli in quarzo personalizzati per reattori e strumenti. Tutti questi prodotti provengono dalla nostra fabbrica di vetro al quarzo, il che significa che tempi di consegna, dimensioni e dati di test sono controllati in un unico posto.

Due linee di prodotti sono particolarmente rilevanti per gli acquirenti di prodotti ultravioletti. La prima è la nostra gamma di finestre e specole al quarzo di precisione, lucidate con materiale di grado UV e disponibili in JGS1, JGS2 e quarzo standard per applicazioni di disinfezione, polimerizzazione e sensori. Il secondo è un tubo in quarzo drogato per la filtrazione UV, sviluppato per processi che devono respingere la luce ultravioletta anziché lasciarla passare, come la protezione di materiali sensibili ai raggi UV in un ambiente UV luminoso.

Per ogni richiesta, il nostro team chiede la lunghezza d'onda di lavoro, la trasmissione richiesta, le dimensioni e le condizioni operative prima di consigliare un grado. Questo processo si applica allo stesso modo a una singola finestra di prototipo e a un ordine all’ingrosso di carichi di container. Se il tuo progetto dipende dalla luce ultravioletta, il modo più rapido per ridurre i rischi è specificare il vetro al quarzo prodotto, misurato e documentato da persone che comprendono i raggi UV.

Punti chiave: Un produttore di vetro al quarzo che misura la trasmissione UV può fornire la giusta qualità per ogni applicazione UV, da una singola finestra JGS1 a quantità all'ingrosso di tubi al quarzo resistenti ai raggi UV.