Кварцевое стекло

Различают два вида промышленного кварцевого стекла: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность кварцевому стеклу придаёт большое количество распределённых в нём мелких газовых пузырьков (диаметром от 0,03 до 0,3 мкм), рассеивающих свет. Оптическое прозрачное кварцевое стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков.

Непрозрачное кварцевое стекло часто служит сырьём для производства термостойкого огнеупорного материала — кварцевой керамики.

• Обладает наименьшим среди стёкол на основе SiO₂ показателем преломления (n_e = 1,46008);
• По сравнению с многокомпонентными силикатными стёклами имеет наиболее широкую спектральную область прозрачности, особенно в ультрафиолетовой части спектра.
• Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1⋅10⁻⁶ К⁻¹ (в диапазоне температур от 20 до 1400 °C).
• Кварцевое стекло — хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °C — 10⁻¹⁴ — 10⁻¹⁶ Ом⁻¹·м⁻¹, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °C и частоте 10¹⁶ Гц — 0,0025—0,0006.

Кварцевое стекло используют для создания оптических волокон. Его применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. Незначительное количество отрезков кварцевого стекла используется для изготовления линз Френеля. Также применяется в производстве термостойких огнеупорных материалов и космических иллюминаторов.

Дисперсия кварцевого стекла приближённо может быть описана формулой Селлмейера:

${\displaystyle \varepsilon =1+{\frac {a_{1}\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-l_{1}^{2}}}+{\frac {a_{2}\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-l_{2}^{2}}}+{\frac {a_{3}\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-l_{3}^{2}}},}$

где

${\displaystyle a_{1}=0{,}69616630,\quad l_{1}=0{,}068404300,}$

${\displaystyle a_{2}=0{,}40794260,\quad l_{2}=0{,}11624140,}$

${\displaystyle a_{3}=0{,}89747940,\quad l_{3}=9{,}8961610,}$

и длина волны ${\displaystyle \lambda }$ задаётся в микрометрах.