Dankzij de eigenschappen, waaronder de hoge temperatuurbestendigheid tot 1700 °C,°Dankzij de uitzonderlijke isolerende en corrosiebestendige eigenschappen van kwartsvezelgaren is dit materiaal uitgegroeid tot een cruciaal element in de 5G-communicatie, halfgeleiders en nieuwe energiebronnen, en stimuleert het innovatie in deze sectoren.

1. Basiseigenschappen van kwartsvezelgaren

Kwartsvezelgaren is een doorlopende vezel die wordt geproduceerd door het smelten en trekken van zeer zuiver siliciumdioxide.

 De belangrijkste kenmerken zijn onder meer:

 Ultrahoge temperatuurbestendigheid

 Het heeft een smeltpunt van maar liefst 1700 °C, met een bedrijfstemperatuur bij langdurig gebruik die kan oplopen tot 1050 °C.

 Het materiaal heeft een extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt (0,54 × 10⁻⁶/°C) en een uitstekende thermische schokbestendigheid, waardoor het geschikt is voor omgevingen met extreme temperaturen.

Uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen

Het materiaal heeft een lage diëlektrische constante (3,74) en een minimaal diëlektrisch verlies (0,0002), waardoor het ideaal is voor gebruik in hoogfrequente elektronische apparatuur.

Uitzonderlijke chemische stabiliteit

Het materiaal is bestand tegen sterke zuren (met uitzondering van fluorwaterstofzuur), tegen basen (maar niet tegen sterke basen) en tegen oxidatie, waardoor het geschikt is voor corrosieve omgevingen.

Hoge sterkte en lage dichtheid

Met een treksterkte van 3600 MPa en een trekmodulus tot 78 GPa, waarmee het die van gewone glasvezels overtreft, heeft het een dichtheid van slechts 2,2 g/cm³, wat duidelijke voordelen biedt bij lichtgewicht toepassingen.

Uitstekende transparantie voor elektromagnetische golven

Het zorgt voor vrijwel geen verzwakking van elektromagnetische golven, waardoor het een ideaal materiaal is voor draadloze communicatietoepassingen.

2. Productieproces van kwartsvezelgaren

De bereiding van kwartsvezelgaren omvat hoofdzakelijk de volgende belangrijke stappen:

Zuivering van grondstoffen

Voor de productie van zeer zuiver kwartszand wordt ultra-zuiver SiO₂ (zuiverheid ≥ 99,95%) gebruikt.

Smelten en tekenen

Kwarts wordt in een elektrische oven op hoge temperatuur gesmolten en door een spinmondstuk getrokken om continue vezels te vormen.

Oppervlaktebehandeling

Een hittebestendig hechtmiddel (zoals een silaanhechtmiddel) wordt aangebracht om de hechtsterkte tussen de vezels en de harsmatrix te verbeteren.

Garenvorming

Door processen zoals twisten en twijnen worden garens van verschillende specificaties geproduceerd, geschikt voor weef-, vlecht- of filamentwikkeltoepassingen.

3. Analyse van toepassingsgebieden voor kwartsvezelgaren

 Elektronica en informatietechnologie:5G-communicatie en halfgeleiderproductie

Hoogfrequente circuitsubstraten: worden gebruikt in 5G-basisstations en communicatieapparatuur om signaalverlies te minimaliseren.

Halfgeleiderapparatuur:Wordt gebruikt voor de fabricage van corrosiebestendige componenten voor plasma-etsmachines, waardoor metaalverontreiniging wordt verminderd.

Nieuwe energie:Batterijen en waterstofenergieopslag en -transport

Versteviging van de separator in lithiumbatterijen: verbetert de veiligheid van de batterij en voorkomt thermische oververhitting.

Als belangrijk strategisch materiaal van de 21e eeuw stimuleert kwartsvezelgaren innovatie in sectoren zoals nieuwe energie en elektronische informatie. De unieke combinatie van eigenschappen geeft het onvervangbare voordelen in extreme omstandigheden en hoogwaardige toepassingen. Naarmate productietechnologieën zich verder ontwikkelen en toepassingsmogelijkheden zich uitbreiden, zal kwartsvezelgaren in een nog breder scala aan gebieden een prominente rol gaan spelen en uitgroeien tot de rijzende ster in de sector van hoogwaardige materialen.