ควอตซ์ส่งแสง UV ได้หรือไม่? อธิบายความโปร่งใสของรังสียูวีของแก้วควอตซ์

ลองจินตนาการว่าคุณกำลังระบุห้องฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี เครื่องปฏิกรณ์เคมีด้วยแสง หรือเซลล์แสงสำหรับสเปกโตรมิเตอร์ คำถามสำคัญข้อแรกๆ คือ ควอตซ์จะปล่อยให้แสงอัลตราไวโอเลตทะลุผ่านได้จริงหรือไม่ คำตอบนั้นสำคัญเพราะกระจกธรรมดาซึ่งมีอยู่ทั่วไปและราคาถูก สามารถป้องกันรังสียูวีส่วนใหญ่ที่หน้าต่างได้ ในทางตรงกันข้าม ควอตซ์ผสมเป็นหนึ่งในวัสดุวิศวกรรมโปร่งใสไม่กี่ชนิดที่ผ่านรังสีอัลตราไวโอเลตได้ลึกโดยสูญเสียน้อยมาก ในฐานะผู้ผลิตแก้วควอทซ์ที่จำหน่ายเซมิคอนดักเตอร์ เซลล์แสงอาทิตย์ ห้องปฏิบัติการ และออพติคัลให้กับลูกค้า เราตอบคำถามนี้เกือบทุกสัปดาห์ ดังนั้นบทความนี้จึงให้คำตอบในระดับข้อมูลจำเพาะที่ใช้งานได้จริงแก่คุณ

ใช่: ควอตซ์ส่งแสงยูวี แก้วควอตซ์สามารถผ่านรังสี UV ที่ตกกระทบได้ประมาณ 85 ถึง 92 เปอร์เซ็นต์ที่ 254 นาโนเมตร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเกรดและความหนา และซิลิกาหลอมรวมที่มีความบริสุทธิ์สูงจะยังคงส่งผ่านได้จนถึงประมาณ 185 นาโนเมตร ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับเกรดวัสดุ ปริมาณสิ่งเจือปน ผิวสำเร็จ และความยาวของเส้นทาง ในส่วนด้านล่างนี้ เราจะอธิบายว่าทำไมควอตซ์จึงมีพฤติกรรมเช่นนี้ เปรียบเทียบเกรดควอตซ์ต่างๆ อย่างไร ควอตซ์มีการทำงานอย่างไรกับแก้วบอโรซิลิเกตและโซดาไลม์ และวิธีการเลือกควอตซ์ที่ส่งผ่านรังสี UV ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณเอง

ควอตซ์ส่งแสง UV ได้หรือไม่? คำตอบโดยตรง

คำตอบสั้นๆ คือ ใช่ และคำตอบทางวิศวกรรมที่เป็นประโยชน์ก็คือ ใช่ พร้อมแนบบันทึกเกรดด้วย แก้วควอตซ์มีความโปร่งใสตลอดช่วงอัลตราไวโอเลตทั้งหมดที่ใช้ในอุตสาหกรรม: ยูวีเอ ตั้งแต่ 315 ถึง 400 นาโนเมตร, ยูวีบี ตั้งแต่ 280 ถึง 315 นาโนเมตร และ ยูวีซี ตั้งแต่ 200 ถึง 280 นาโนเมตร หลอดหรือแผ่นควอทซ์โปร่งใสมาตรฐานส่งรังสี UVC มากกว่า 85 เปอร์เซ็นต์ที่ 254 นาโนเมตร ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมควอตซ์จึงเป็นวัสดุห่อหุ้มที่กำหนดไว้สำหรับหลอด UV ฆ่าเชื้อโรค เครื่องกรองน้ำ UV และเครื่องปฏิกรณ์ UV เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว แก้วโซดาไลม์ธรรมดาจะดูดซับ UVC ได้เกือบทั้งหมด และแม้แต่แก้วบอโรซิลิเกตก็มีความทึบแสงต่ำกว่าประมาณ 300 นาโนเมตร

เมื่อผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมพูดถึงควอตซ์ที่ส่งผ่านแสง UV โดยปกติแล้วจะหมายถึงควอตซ์หลอมหรือซิลิกาหลอม ไม่ใช่ผลึกควอตซ์ที่ใช้สำหรับท็อปเคาน์เตอร์ ควอตซ์ผสมทำโดยการละลายผลึกควอตซ์ธรรมชาติหรือทรายซิลิกาลงในแก้วอสัณฐาน ในขณะที่ซิลิกาหลอมมักทำจากสารตั้งต้นสังเคราะห์ ทั้งสองรูปแบบมีเคมีพื้นฐานเหมือนกัน นั่นคือซิลิคอนไดออกไซด์บริสุทธิ์ โดยมีความแตกต่างในความบริสุทธิ์และเส้นทางการผลิตซึ่งส่วนใหญ่แสดงในช่วงรังสียูวีระดับลึก

ตัวเลขข้างต้นถือว่าพื้นผิวสะอาด ขัดเงา และมีความหนาของผนังโดยทั่วไป 1 ถึง 10 มม. ส่วนที่หนาจะดูดซับได้มากกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแท่งควอทซ์ขนาด 50 มม. จึงแสดงการส่งผ่านรังสียูวีได้ต่ำกว่าหน้าต่างควอทซ์ขนาด 1 มม. ที่เป็นเกรดเดียวกัน การตกแต่งพื้นผิวก็มีความสำคัญเช่นกัน: พื้นหรือพื้นผิวที่มีน้ำค้างแข็งจะกระจายรังสียูวีอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่พื้นผิวที่ขัดเงาจะช่วยลดการสูญเสียการสะท้อนแสงใกล้เคียงกับค่าทางทฤษฎีประมาณ 3.5 เปอร์เซ็นต์ต่อพื้นผิว

เหตุใดควอตซ์จึงส่งแสง UV แต่กระจกธรรมดาไม่ส่ง

ฟิสิกส์เบื้องหลังการส่งผ่านรังสียูวีคือฟิสิกส์ของการดูดซับจริงๆ แสงอัลตราไวโอเลตจะถูกดูดซับโดยวัสดุเมื่อพลังงานโฟตอนตรงกับการเปลี่ยนแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ที่อนุญาตในวัสดุ ควอตซ์ผสมบริสุทธิ์มีช่องว่างแถบกว้างมาก ประมาณ 8 ถึง 9 อิเล็กตรอนโวลต์ โฟตอน UV ที่มีพลังมากที่สุดที่ใช้ในระบบเชิงปฏิบัติ เช่น โฟตอน 200 นาโนเมตรมีอิเล็กตรอนประมาณ 6.2 โวลต์ ไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะกระตุ้นอิเล็กตรอนข้ามช่องว่างนั้น ผลก็คือ ไม่มีกลไกการดูดกลืนแสงยูวีจากซิลิกาบริสุทธิ์ และโฟตอนก็ผ่านไปได้

กระจกหน้าต่างธรรมดาเป็นวัสดุที่แตกต่างทางเคมี แก้วโซดาไลม์ประกอบด้วยโซเดียมออกไซด์ แคลเซียมออกไซด์ และโดยปกติจะมีธาตุเหล็กหลายร้อยส่วนต่อล้านส่วน เหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปเฟอร์ริก เป็นหนึ่งในตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่แข็งแกร่งที่สุดที่รู้จัก แม้แต่เพียงไม่กี่ส่วนในล้านส่วนก็ทำให้กระจกทึบแสงต่อ UVC ไอออนตัวดัดแปลงยังสลายโครงข่ายซิลิกาและสร้างอะตอมออกซิเจนที่ไม่เชื่อมกัน ซึ่งจะแนะนำระดับพลังงานเฉพาะที่ ระดับดังกล่าวทำให้โฟตอนยูวีมีทางเดินที่จะถูกดูดซับ ดังนั้นแก้วจึงปิดกั้นแทนที่จะส่งผ่าน

นี่คือเหตุผลว่าทำไมความบริสุทธิ์จึงเป็นแนวคิดหลักของควอตซ์เกรด UV กระบวนการผลิตควอตซ์ควบคุมสามสิ่งที่กำหนดการส่งผ่านรังสียูวี ได้แก่ ระดับสิ่งเจือปนของโลหะ ความเข้มข้นของหมู่ไฮดรอกซิล และจำนวนข้อบกพร่องจากการขาดออกซิเจน สำหรับงานที่มีแสงยูวีลึกที่ต่ำกว่า 220 นาโนเมตร ซิลิกาผสมสังเคราะห์จากสารตั้งต้นที่มีความบริสุทธิ์สูงจะให้เครือข่ายที่สะอาดที่สุดและการส่งผ่านข้อมูลสูงสุด ควอตซ์ธรรมชาติที่ผสมด้วยเปลวไฟซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของหลอดและแผ่นควอตซ์ส่วนใหญ่ในตลาด มีการส่งผ่านรังสียูวีระดับลึกที่ต่ำกว่าเล็กน้อย เนื่องจากยังคงรักษาธาตุจากคริสตัลธรรมชาติ

นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในทางปฏิบัติระหว่างซิลิกาผสม low-OH และ high-OH ที่ผู้ซื้อระบบ UV ควรเข้าใจ ซิลิกาผสม High-OH หรือเปียก ซึ่งเป็นแบบฉบับของ เจจีเอส1 ให้การส่งผ่านรังสี UV ลึกได้ดีเยี่ยม และต้านทานความเสียหายที่เกิดจากรังสี UV ได้ดีขึ้น ซิลิกาหลอมละลายต่ำหรือแห้ง ตามแบบฉบับของ เจจีเอส3 ได้รับการพัฒนาสำหรับเลนส์อินฟราเรดและมีการส่งผ่านที่ลดลงต่ำกว่าประมาณ 260 นาโนเมตร สำหรับการใช้งานอัลตราไวโอเลต เกรด OH สูงมักเป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าเสมอ

• เครือข่าย SiO2 บริสุทธิ์: ไม่มีตัวดัดแปลงไอออนเพื่อดูดซับพลังงานอัลตราไวโอเลต
• ช่องว่างของแถบความถี่กว้าง: โฟตอน UV ขาดพลังงานที่จะกระตุ้นการดูดซับทางอิเล็กทรอนิกส์
• สิ่งเจือปนของโลหะต่ำ: ไม่มีแถบดูดซับเหล็กหรือโลหะทรานซิชัน
• โครงสร้างควบคุม: ศูนย์ขาดออกซิเจนน้อยที่สุดที่ดูดซับใกล้ 248 นาโนเมตรและ 215 นาโนเมตร

การส่งผ่านรังสียูวีของควอตซ์ตามเกรด: JGS1, เจจีเอส2, JGS3 และ Fused Silica

ควอตซ์ไม่ได้ส่งรังสียูวีเท่ากันทั้งหมด และการระบุส่วนประกอบของควอตซ์ส่วนใหญ่ก็คือการเลือกเกรดที่เหมาะสม การจำแนกมาตรฐานออปติคอลของจีน JGS1, JGS2 และ JGS3 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วทั้งอุตสาหกรรมและจัดทำแผนที่อย่างใกล้ชิดกับประเภทซิลิกาหลอมละลายระหว่างประเทศ หลักการสั่งซื้อนั้นง่ายสำหรับผู้ซื้อ: ยิ่งจำนวนน้อย ประสิทธิภาพแสงยูวีระดับลึกก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น JGS1 ซึ่งเป็นเกรดฟาร์ยูวีสังเคราะห์ สามารถส่งผ่านได้ลึกถึงประมาณ 185 นาโนเมตร JGS2 ทำจากควอตซ์ธรรมชาติ ครอบคลุมช่วงรังสียูวีที่สูงกว่า 220 นาโนเมตรโดยประมาณ และไม่แนะนำให้ใช้ JGS3 ซึ่งเป็นเกรดอินฟราเรดที่มีค่า OH ต่ำสำหรับบริการที่มีรังสียูวีระดับลึก

เนื่องจาก JGS1 เป็นวัสดุที่เลือกใช้เมื่อระบบต้องทำงานที่ 185 ถึง 220 นาโนเมตร จึงเป็นเกรดที่เราแนะนำสำหรับการใช้งาน UV ที่มีความต้องการสูง เช่น เครื่องปฏิกรณ์โอโซน excimer laser optics และ VUV spectroscopy การผสมผสานระหว่างการส่งสัญญาณในวงกว้างและโซลาไรเซชันที่ต่ำทำให้คุ้มค่ากับราคาที่สูงกว่าเมื่อมีประสิทธิภาพของรังสียูวีระดับลึก

แก้วควอตซ์ออปติคอล Far UV JGS1 สำหรับการใช้งานอัลตราไวโอเลตระดับลึก เกรดซิลิกาผสมสังเคราะห์นี้ให้การส่งผ่านในช่วง 185–220 นาโนเมตรพร้อมโซลาไรเซชันต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับระบบ UV ที่มีความต้องการสูง เช่น ออปติกเลเซอร์ excimer และ VUV สเปกโทรสโกปี ดูผลิตภัณฑ์ →

เส้นโค้งการส่งข้อมูลบอกเล่าเรื่องราวได้ชัดเจนกว่าจุดข้อมูลจุดเดียว แผนภูมิด้านล่างแสดงการส่งผ่านภายในเป็นฟังก์ชันของความยาวคลื่นสำหรับวัสดุทั่วไปสามชนิดที่ความหนา 10 มม. เส้นโค้งทั้งสามครอบคลุมซิลิกาหลอมเกรด UV, ควอตซ์หลอมมาตรฐาน และแก้วบอโรซิลิเกตตั้งแต่ 180 นาโนเมตรถึง 400 นาโนเมตร คุณจะเห็นว่าการเลือกวัสดุมีความสำคัญต่ำกว่า 300 นาโนเมตร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บริเวณที่มีรังสียูวีระดับลึกระหว่าง 180 นาโนเมตรถึง 220 นาโนเมตรจะแยกซิลิกาผสมสังเคราะห์ออกจากตระกูลแก้วอื่นๆ ทุกตระกูล

สิ่งแรกที่ผู้อ่านควรสังเกตคือกราฟซิลิกาผสมเกรด UV มีความเรียบแค่ไหน โดยจะคงอยู่เหนือ 90 เปอร์เซ็นต์ ตั้งแต่ 200 นาโนเมตรไปจนถึง 400 นาโนเมตร ควอตซ์หลอมมาตรฐานจะเคลื่อนตัวไปตามเส้นทางที่คล้ายกันในช่วงความยาวคลื่นที่ยาวกว่า แต่การส่งผ่านของมันเริ่มลดลงอย่างเห็นได้ชัดที่ต่ำกว่า 220 นาโนเมตร ที่ 200 นาโนเมตร ควอตซ์มาตรฐานจะส่งผ่านเพียงประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ในเส้นทาง 10 มม. ในขณะที่ซิลิกาหลอมรวมเกรด UV ยังคงส่งผ่านมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ แก้ว Borosilicate แสดงในเส้นโค้งสีเทาอ่อน โดยมีความทึบแสงต่ำกว่า 300 นาโนเมตร ระหว่าง 310 นาโนเมตรถึง 330 นาโนเมตร บอโรซิลิเกตจะไต่ขึ้นอย่างรวดเร็วจากประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์เป็นมากกว่า 60 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งตรงกับพฤติกรรมของมันในฐานะวัสดุที่ส่งผ่านรังสี UVA ซึ่งจะบล็อก UVB และ UVC ที่ความยาวคลื่นฆ่าเชื้อโรคในทางปฏิบัติที่ 254 นาโนเมตร ซิลิกาผสมเกรด UV และควอตซ์มาตรฐานจะส่งผ่านอย่างแรงทั้งคู่ ในขณะที่บอโรซิลิเกตส่งผ่านโดยพื้นฐานแล้วเป็นศูนย์ นี่คือเหตุผลว่าทำไมควอตซ์ (ไม่ใช่บอโรซิลิเกต) จึงปรากฏบนผนังของหลอด UV สำหรับฆ่าเชื้อปรอทและอะมัลกัมทุกหลอด สำหรับการใช้งานที่ต้องการความยาวคลื่นสั้นกว่า 200 นาโนเมตร เช่น การสร้างโอโซนที่ 185 นาโนเมตร เฉพาะซิลิกาผสมสังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูงเท่านั้นที่ให้การส่งผ่านข้อมูลการทำงานที่มีประโยชน์ เส้นโค้งยังอธิบายด้วยว่าเหตุใดการเปลี่ยนจากหน้าต่างซิลิกาหลอมเป็นหน้าต่างบอโรซิลิเกตในระบบสเปกโทรสโกปี UV ทำให้การวัดเปลี่ยนแปลงไปโดยสิ้นเชิง กล่าวโดยสรุป สเปกตรัมการส่งผ่านจะตอบทั้งคำถามทางวิทยาศาสตร์และคำถามในการซื้อ: ควอตซ์ส่งแสง UV และเกรดที่คุณเลือกจะตัดสินว่าจุดตัดแสง UV ในทางปฏิบัติอยู่ที่ใด

สำหรับการจัดซื้อในระดับการผลิต ผู้ผลิตสามารถจัดเตรียมกราฟการส่งผ่านที่วัดได้สำหรับแต่ละชุด ซิลิกาผสมเกรด UV และควอตซ์มาตรฐานส่งผ่านแสง UV ทั้งคู่ และคำถามเชิงปฏิบัติคือเฉพาะที่ความยาวคลื่นในการทำงานของคุณเท่านั้น

ควอตซ์ กับ แก้วโบโรซิลิเกต กับ แก้วโซดาไลม์: เปรียบเทียบการส่งผ่านรังสียูวี

การเปรียบเทียบโดยตรงที่ความยาวคลื่นคงที่เป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการสื่อสารว่าเหตุใดควอตซ์จึงเป็นวัสดุ UV เริ่มต้น ที่ 254 นาโนเมตร ความยาวคลื่นของหลอดฆ่าเชื้อโรค ควอทซ์ส่งผ่านมากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่แก้วบอโรซิลิเกตและโซดาไลม์ไม่ส่งผ่านอะไรเลย ที่ 302 นาโนเมตร ในช่วง UVB ควอตซ์ยังคงส่งผ่านได้ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ และบอโรซิลิเกตจะเริ่มเปิดออกเท่านั้น ที่ 365 นาโนเมตร ในช่วง UVA ควอตซ์ยังคงเป็นผู้นำ แต่บอโรซิลิเกตจะสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ และโซดาไลม์จะมีปริมาณประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ ข้อสรุปไม่คลุมเครือ: ยิ่งความยาวคลื่นสั้นเท่าไร ควอตซ์ก็จะยิ่งดึงไปข้างหน้ามากขึ้นเท่านั้น

ผู้ซื้อหลายรายถามเราว่าการใช้ปลอกบอโรซิลิเกตในระบบ UV-C เพื่อลดต้นทุนเป็นที่ยอมรับหรือไม่ คำตอบที่วัดได้คือไม่ ที่ความยาว 254 นาโนเมตร ปลอกจะดูดซับ UV-C เกือบทั้งหมด ดังนั้นหลอดไฟจะทำให้น้ำร้อนหรืออากาศโดยไม่จ่ายรังสีที่มีความหมาย วัสดุชนิดเดียวที่ใช้กับ UVC ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรมได้คือควอตซ์ ซิลิกาหลอมรวมที่มีความบริสุทธิ์สูง และฟลูออโรโพลีเมอร์บางชนิด เช่น PTFE และ PFA และฟลูออโรโพลีเมอร์ไม่ค่อยมีคุณสมบัติทางโครงสร้างหรือทางความร้อนของควอตซ์ เพลต JGS2 มอบการผสมผสานการส่งผ่านรังสียูวีและความคงตัวทางความร้อนที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับซองอุตสาหกรรม วิวพอร์ต และฝาครอบ

แผ่นควอตซ์แสง UV JGS2 สำหรับซอง UV-C อุตสาหกรรม แผ่นควอทซ์นี้ไม่มีแถบดูดซับในช่วง 200 ถึง 250 นาโนเมตร จึงให้การส่งผ่านรังสียูวีที่คุ้มต้นทุนและความเสถียรทางความร้อนสำหรับปลอกหลอดไฟ วิวพอร์ต และฝาครอบในระบบอัลตราไวโอเลต-C ดูผลิตภัณฑ์ →

เส้นโค้งสเปกตรัมเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเรื่องราวเท่านั้น ผู้ซื้อยังต้องการการเปรียบเทียบอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับความยาวคลื่นที่แน่นอนที่กระบวนการของพวกเขาใช้ แสงอัลตราไวโอเลต-C ที่ 254 นาโนเมตรเป็นเอาต์พุตมาตรฐานของหลอดฆ่าเชื้อโรคปรอทความดันต่ำ ดังนั้นความยาวคลื่นนี้จึงปรากฏในข้อกำหนดจำเพาะของผลิตภัณฑ์หลายพันรายการ แผนภูมิด้านล่างเปรียบเทียบการส่งผ่านที่วัดได้ของกลุ่มวัสดุทั่วไปหกกลุ่มที่ความหนา 1 มม. เราตั้งใจใช้ความหนาของผนังที่บางและเป็นตัวแทน เนื่องจากปลอกหลอด UV และหน้าต่างแสงส่วนใหญ่ระบุไว้ในช่วง 1 มม. ถึง 3 มม. แท่งแสดงให้เห็นว่าช่องว่างระหว่างผลิตภัณฑ์ควอตซ์และผลิตภัณฑ์แก้วทั่วไปมีความกว้างเพียงใดที่ความยาวคลื่นวิกฤตินี้

ซิลิกาผสมเกรด UV และซิลิกาผสม OH ต่ำอยู่ที่ด้านบนสุดของแผนภูมิ โดยทั้งคู่ส่งรังสี UVC ที่ตกกระทบได้ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ ควอตซ์ JGS2 เดินประมาณ 86 เปอร์เซ็นต์เล็กน้อย ซึ่งเป็นความแตกต่างที่แทบจะมองไม่เห็นในชีวิตประจำวัน แต่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของหลอดไฟในชั่วโมงการทำงานหลายพันชั่วโมง หลอดควอทซ์ผสมมาตรฐานซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ในการผลิตปลอกควอทซ์และซองหลอดไฟ ส่งผ่านประมาณ 82 เปอร์เซ็นต์ที่ความหนานี้ แก้วโบโรซิลิเกตและโซดาไลม์ซึ่งแสดงเป็นแท่งเล็กน้อยที่ด้านล่าง โดยพื้นฐานแล้วไม่มีการส่งผ่าน UVC ที่ 254 นาโนเมตร ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติคือหลอดไฟที่ออกแบบด้วยปลอกบอโรซิลิเกตไม่สามารถให้รังสี UVC ที่ได้รับพิกัดได้ไม่ว่าจะใช้กำลังไฟเท่าใดก็ตาม นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมหัววัดแบบออปติคอลและเซ็นเซอร์ UV ที่ใช้ที่ 254 นาโนเมตรจึงระบุหน้าต่างควอทซ์แทนหน้าต่างกระจกเสมอ ข้อสังเกตที่เป็นประโยชน์อีกประการหนึ่งคือการแพร่กระจายระหว่างเกรดควอตซ์ทั้งสี่มีเพียงประมาณแปดเปอร์เซ็นต์เท่านั้น ซึ่งหมายความว่าแม้แต่เกรดควอตซ์ที่ประหยัดที่สุดก็ยังเป็นเครื่องส่งสัญญาณ UV ของแท้ เมื่อการใช้งานย้ายไปที่ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า เช่น หลอดคริปทอน-คลอไรด์ excimer 222 นาโนเมตร ระดับเดียวกันจะคงอยู่แต่ช่องว่างระหว่าง JGS1 และควอตซ์มาตรฐานจะกว้างขึ้น ที่ 185 นาโนเมตร ความแตกต่างจะยิ่งน่าทึ่งยิ่งขึ้น และมีเพียงเกรดซิลิกาผสมสังเคราะห์เท่านั้นที่จะยังมีประโยชน์อยู่ จากจุดยืนในการจัดหา แผนภูมินี้เป็นเครื่องเตือนใจที่ดีในการสอบถามซัพพลายเออร์ของคุณเกี่ยวกับกราฟการส่งผ่านที่แท้จริงของเกรดที่พวกเขาเสนอราคา เนื่องจากควอตซ์ไม่เหมือนกันทั้งหมด ผู้ผลิตที่น่าเชื่อถือจะให้ข้อมูลที่วัดได้สำหรับทุกชุดการผลิต

สำหรับมุมมองของผู้ผลิต สิ่งที่ต้องคำนึงถึงตรงไปตรงมาคือ เราจัดหาเกรดเหล่านี้ทั้งหมดในรูปแบบท่อ ก้าน และแผ่น และคำสั่งซื้อขายส่งสามารถผสมเกรดได้ในการจัดส่งครั้งเดียว เนื่องจากความแตกต่างทางแสงสามารถวัดได้ เราจึงแนะนำให้อ้างอิงด้วยความยาวคลื่นเป้าหมายเสมอ

การใช้งานทางอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการที่ต้องอาศัยการส่งผ่านรังสียูวีแบบควอตซ์

ความโปร่งใสของรังสียูวีของควอตซ์ไม่ใช่สิ่งที่น่าสงสัยในห้องปฏิบัติการ มันเป็นสิ่งที่ทำให้อุตสาหกรรมมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ทำงานได้ ในการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี ปลอกควอตซ์และซองหลอดควอตซ์ปล่อยให้หลอดปรอทปล่อย UVC ในน้ำ อากาศ และพื้นผิว ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เลนส์ควอทซ์และหน้าต่างควอทซ์นำแสงเลเซอร์ 193 นาโนเมตรและ 248 นาโนเมตรผ่านสเต็ปเปอร์และเครื่องมือตรวจสอบ ในเคมีเชิงวิเคราะห์ คิวเวตของควอตซ์และเส้นเลือดฝอยของควอตซ์ยอมให้ UV สเปกโทรสโกปีต่ำกว่า 200 นาโนเมตร ซึ่งแก้วไม่สามารถรองรับได้ ในการบ่มด้วยรังสียูวี แท่งและเพลตควอทซ์ส่งพลังงาน UVA และ UVB ไปยังกาว หมึก และสารเคลือบโดยไม่สลายตัวภายใต้การสัมผัสอย่างต่อเนื่อง

การใช้งานแต่ละอย่างมีความต้องการควอตซ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย ระบบฆ่าเชื้อโรคจำเป็นต้องมีการส่งผ่าน UVC สูงในท่อที่มีผนังบาง รวมถึงทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเมื่อหลอดร้อน เครื่องมือเซมิคอนดักเตอร์ต้องการซิลิกาผสมสังเคราะห์ระดับพรีเมียมที่มีปริมาณฟองต่ำและมีความสม่ำเสมอที่ผ่านการรับรอง ไลน์การบ่มด้วยรังสียูวีต้องใช้แผ่นควอทซ์ขนาดใหญ่ที่สามารถจัดการ ทำความสะอาด และเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็ว โรงงานที่ผลิตควอตซ์ในทุกรูปแบบสามารถจัดหาควอตซ์จากระบบการผลิตเดียวกันได้

ผลิตภัณฑ์ที่รวมโลกทั้งสองไว้ด้วยกันสำหรับผู้ซื้อในอุตสาหกรรมคือหลอดควอทซ์ที่ทนต่อรังสียูวี โดยถูกใช้ทั้งเป็นเปลือกหลอดไฟในอุปกรณ์ฆ่าเชื้อโรคที่ให้ผลผลิตสูงและเป็นฝาครอบป้องกันในอุปกรณ์บ่มด้วยรังสียูวี และต้องรักษาการส่งผ่านแสงที่เสถียรตลอดระยะเวลาหลายพันชั่วโมง เวอร์ชันที่โดปจะเพิ่มการควบคุมอีกชั้นหนึ่ง: ด้วยการปรับเปลี่ยนโครงข่ายซิลิกาทางเคมี การโด๊ปสามารถเปลี่ยนหรือกำจัดแถบ UV ที่เฉพาะเจาะจงได้ ซึ่งมีประโยชน์เมื่อหลอดไฟต้องผ่านความยาวคลื่นบางช่วงในขณะที่ไประงับความยาวคลื่นอื่น สำหรับลูกค้าที่ต้องการหน้าต่างควอทซ์ที่แม่นยำและแว่นสายตาสำหรับห้อง UV เรามีหน้าต่างขัดเงาใน JGS1, JGS2 และควอตซ์มาตรฐาน พร้อมขนาดและการตกแต่งขอบที่กำหนดเอง หลอดแก้วควอทซ์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อรังสีอัลตราไวโอเลตของเราผลิตขึ้นสำหรับรอบการทำงานนี้ โดยมีการควบคุมความหนาของผนังและการส่งผ่าน UVC ที่วัดได้

หลอดแก้วควอตซ์ทนต่ออุณหภูมิสูงและอัลตราไวโอเลต หลอด SiO₂ เหล่านี้มีการส่งผ่านทะลุ 93% จากที่มองเห็นไปยังอินฟราเรดใกล้ โดยมีความหนาของผนังที่ควบคุมและการส่งผ่าน UVC ที่วัดได้ ทำให้ท่อเหล่านี้เชื่อถือได้สำหรับหลอดฆ่าเชื้อโรคและหลอดบ่ม ดูผลิตภัณฑ์ →

จุดสุดท้ายเกี่ยวกับความเหมาะสม: หากกระบวนการของคุณใช้แสง UV ในการรักษา ฆ่าเชื้อ วิเคราะห์ หรือระเหย ควอตซ์จะเป็นอินเทอร์เฟซแบบออปติกที่ถูกต้องเกือบทุกครั้ง บางกรณีที่ไม่แนะนำให้ใช้ควอตซ์คือกระบวนการที่ต้องอาศัยความยาวคลื่นต่ำกว่าประมาณ 180 นาโนเมตร ซึ่งแม้แต่ซิลิกาที่หลอมละลายสังเคราะห์ก็เริ่มสูญเสียความโปร่งใส และกระบวนการที่จำเป็นต้องเลือกการปิดกั้นรังสียูวี โดยที่การเติมหรือการเคลือบแทนที่จะเป็นควอตซ์ธรรมดาเป็นเครื่องมือที่เหมาะสม

วิธีเลือกควอตซ์ส่งผ่านรังสียูวีสำหรับการใช้งานของคุณ

การเลือกควอตซ์ที่ส่งผ่านรังสี UV ที่เหมาะสมจะเริ่มต้นด้วยตัวเลขหนึ่งตัว นั่นคือความยาวคลื่นที่สั้นที่สุดที่กระบวนการของคุณจะใช้ ตัวเลขตัวเดียวนั้นเป็นตัวกำหนดเกรด ความบริสุทธิ์ของวัสดุ และโดยปกติคือราคา คำถามที่สองคือความยาวทางเดิน เนื่องจากหน้าต่างขนาด 1 มม. และแกนขนาด 50 มม. ส่งผ่านแตกต่างกันมากแม้จะเป็นวัสดุชนิดเดียวกันก็ตาม คำถามกลุ่มที่สามครอบคลุมถึงอุณหภูมิในการทำงาน ความดัน การสัมผัสสารเคมี และการติดตั้งทางกล ซึ่งทั้งหมดนี้มีอิทธิพลต่อการออกแบบส่วนประกอบขั้นสุดท้าย

ตามหลักการทั่วไปที่มีประโยชน์: ที่สูงกว่า 300 นาโนเมตร เกรดควอตซ์ที่โปร่งใสส่วนใหญ่จะใช้งานได้ ต่ำกว่า 300 นาโนเมตร ระบุวัสดุเกรด UV ต่ำกว่า 220 นาโนเมตร ระบุซิลิกาผสมสังเคราะห์ หากซัพพลายเออร์ของคุณไม่สามารถบอกคุณถึงการตัดควอตซ์ในทางปฏิบัติได้ ให้ถือเป็นสัญญาณอันตราย

นอกเหนือจากเกรดแล้ว ยังมีรายละเอียดข้อกำหนดสี่ประการที่สมควรได้รับความสนใจ ความหนาของผนังหรือความหนาของหน้าต่างจะเปลี่ยนทั้งความแข็งแรงเชิงกลและการส่งผ่าน ดังนั้น ปรับปรุงส่วนที่บางที่สุดที่สามารถทนต่อแรงกดดันในกระบวนการของคุณได้ คุณภาพของพื้นผิวมีความสำคัญ: พื้นผิวที่ขัดเงาอย่างประณีตจะลดการกระจัดกระจาย ในขณะที่พื้นผิวพื้นดินสามารถลดการส่งรังสียูวีที่มีประสิทธิภาพได้ 5 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ การตกแต่งขอบและเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนมีความสำคัญสำหรับการปิดผนึกในตัวเรือนโลหะหรือเซรามิก สุดท้าย ขอข้อมูลการส่งจริงตามความยาวคลื่นที่ใช้งาน ไม่ใช่เพียงเส้นโค้งทั่วไปจากแผ่นข้อมูล

เนื่องจากเราผลิตแทนที่จะขายควอตซ์เพียงอย่างเดียว เราจึงสามารถจัดหาผลิตภัณฑ์เกรด UV พร้อมใบรับรองการทดสอบเฉพาะกลุ่ม ขนาดที่กำหนดเอง และปริมาณแบบผสมสำหรับผู้ซื้อขายส่ง โรงงานเดียวกันกับที่ผลิตเพลตแสง JGS1 ยังผลิตหลอดควอทซ์เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ UV ดังนั้นซัพพลายเออร์รายเดียวจึงสามารถครอบคลุมทั้งระบบออปติกและฮาร์ดแวร์กระบวนการ หากแอปพลิเคชันของคุณต้องการพฤติกรรมตรงกันข้าม กล่าวคือ ปิดกั้นรังสียูวีแทนที่จะส่งผ่าน ท่อควอทซ์เจือเพื่อกรองรังสียูวี ผลิตโดยโรงงานของเราพร้อมการควบคุมประสิทธิภาพสเปกตรัม

การจัดการ การทำความสะอาด และการบำรุงรักษาควอตซ์เกรด UV

ควอตซ์เกรด UV ซื้อความโปร่งใสและความบริสุทธิ์ ซึ่งหมายความว่าการปนเปื้อนบนพื้นผิวจะปรากฏขึ้นทันทีในระบบ UV ลายนิ้วมือเดียวประกอบด้วยน้ำมันที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตได้อย่างมาก และหน้าต่างควอตซ์ที่ปนเปื้อนสามารถวัดการส่งผ่าน UVC ต่ำกว่าหน้าต่างที่สะอาดถึง 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ การดูดซับที่พื้นผิวยังทำให้ควอตซ์ร้อนขึ้นเฉพาะที่ ซึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยา devitrification หรือการแตกร้าวในหลอดไฟกำลังสูงได้ การรักษาพื้นผิวเลนส์ UV ให้สะอาดจึงไม่ใช่เรื่องสวยงาม มันเป็นข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

• จับเฉพาะขอบควอตซ์เท่านั้น โดยใช้ถุงมือไนไตรล์ที่สะอาดหรือไม่เป็นขุย
• ทำความสะอาดด้วยเอธานอลหรืออะซิโตนเกรดออพติคอล และผ้าเช็ดทำความสะอาดที่ไม่เป็นขุย ถูเบา ๆ และตรวจสอบริ้วรอย
• สำหรับการปนเปื้อนอย่างหนัก ให้ใช้กรดไฮโดรฟลูออริกเจือจาง ตามด้วยการล้างน้ำปราศจากไอออนและทำให้แห้ง โดยมีการควบคุมความปลอดภัยที่เหมาะสม
• หลีกเลี่ยงน้ำยาทำความสะอาดที่มีฤทธิ์กัดกร่อน รอยขีดข่วนจะกระจายแสง UV และลดปริมาณที่ส่ง
• ตรวจสอบปลอกหลอดไฟและหน้าต่างเป็นระยะๆ ด้วยเครื่องวัดรังสี UV แทนที่เมื่อการส่งข้อมูลลดลงมากกว่า 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์
• เก็บชิ้นส่วนควอตซ์อะไหล่ไว้ในปลอกป้องกันในบริเวณที่สะอาดและแห้ง

การจัดการระบายความร้อนสมควรได้รับหมายเหตุแยกต่างหาก แก้วควอตซ์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ ประมาณหนึ่งในสิบเจ็ดของแก้วโซดาไลม์ ดังนั้นจึงทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีกว่ากระจกธรรมดามาก ไม่ได้หมายความว่าจะทำลายไม่ได้: ปลอกควอตซ์เย็นที่สัมผัสกับโคมไฟร้อนหรือพื้นผิวเปียกที่สัมผัสกับท่อร้อนยังคงแตกร้าวได้ ค่อยๆ ให้ความร้อนส่วนประกอบใหม่ในระบบ รักษาซีลให้เรียบ และหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับเปลวไฟหรือจุดร้อน

ในด้านการผลิต เรายังดำเนินการตรวจสอบคุณภาพด้วยจิตวิญญาณเดียวกัน ส่วนประกอบเกรด UV แต่ละรายการได้รับการตรวจสอบคุณภาพพื้นผิว วัดการส่งผ่านที่ความยาวคลื่นของลูกค้าเมื่อจำเป็น และบรรจุเพื่อให้พื้นผิวแสงมาถึงโดยไม่มีใครแตะต้อง ขั้นตอนเหล่านี้อาจฟังดูง่าย แต่เป็นเหตุผลว่าทำไมผลิตภัณฑ์ควอตซ์จากผู้ผลิตเฉพาะจึงมีประสิทธิภาพแตกต่างจากแก้วควอตซ์ทั่วไป

คำถามที่พบบ่อย: ควอตซ์ส่งแสง UV หรือไม่

ต่อไปนี้เป็นคำถามที่ผู้ซื้อในห้องปฏิบัติการ วิศวกรโรงงาน และทีมจัดซื้อถามบ่อยที่สุดเกี่ยวกับควอตซ์และแสงอัลตราไวโอเลต

สำรวจผลิตภัณฑ์ควอตซ์เกรด UV จากโรงงานของเรา

โปรแกรมการผลิตของเราครอบคลุมควอตซ์ที่ส่งผ่านรังสียูวีในทุกรูปแบบที่ระบบยูวีต้องการ: หลอดสำหรับเปลือกหลอดไฟและปลอก แท่งสำหรับงานเครื่องกลและการมองเห็น แผ่นและหน้าต่างสำหรับวิวพอร์ต และเครื่องควอตซ์แบบกำหนดเองสำหรับเครื่องปฏิกรณ์และเครื่องมือ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดนี้มาจากโรงงานแก้วควอตซ์ของเราเอง ซึ่งหมายความว่าระยะเวลาในการผลิต ขนาด และข้อมูลการทดสอบจะได้รับการควบคุมในที่เดียว

ผลิตภัณฑ์สองสายมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับผู้ซื้ออัลตราไวโอเลต ประเภทแรกคือกลุ่มผลิตภัณฑ์หน้าต่างและแว่นสายตาควอทซ์ที่แม่นยำของเรา ซึ่งขัดเงาจากวัสดุเกรด UV และมีจำหน่ายในรุ่น JGS1, JGS2 และควอตซ์มาตรฐานสำหรับการฆ่าเชื้อ การบ่ม และการใช้งานเซ็นเซอร์ อย่างที่สองคือท่อควอทซ์แบบเจือสำหรับการกรองรังสียูวี ซึ่งพัฒนาขึ้นสำหรับกระบวนการที่ต้องปฏิเสธแสงอัลตราไวโอเลตแทนที่จะผ่านเข้าไป เช่น การปกป้องวัสดุที่ไวต่อรังสียูวีในสภาพแวดล้อมที่มีรังสียูวีที่สดใส

• หน้าต่างควอทซ์ที่แม่นยำและแว่นสายตา - หน้าต่างเกรด UV ขัดเงาสำหรับห้อง เซ็นเซอร์ และวิวพอร์ตกระบวนการ
• ท่อควอตซ์เจือสำหรับการกรองรังสียูวี - ท่อควอทซ์พร้อมการควบคุมประสิทธิภาพการปิดกั้นรังสียูวี

สำหรับการสอบถามทุกครั้ง ทีมงานของเราจะสอบถามความยาวคลื่นในการทำงาน ระบบส่งกำลังที่ต้องการ ขนาด และสภาวะการทำงานก่อนที่จะแนะนำเกรด กระบวนการดังกล่าวใช้ได้กับหน้าต่างต้นแบบเดียวและกับคำสั่งซื้อขายส่งที่โหลดคอนเทนเนอร์ หากโครงการของคุณขึ้นอยู่กับแสงอัลตราไวโอเลต วิธีที่เร็วที่สุดในการลดความเสี่ยงคือการระบุแก้วควอตซ์ที่ผลิต วัด และบันทึกโดยผู้ที่เข้าใจ UV