Кварцові трубки, леговані церієм, мають багато сфер застосування

Кварцові UV-фільтри призначені для ефективного блокування шкідливого ультрафіолетового випромінювання для людського організму, зберігаючи при цьому максимальне пропускання видимого світла. Вони широко використовуються у виробництві різних екологічно чистих електрооптичних виробів.

Кварцові трубки, леговані церієм (Ce) - це спеціальні матеріали, виготовлені шляхом введення іонів церію (Ce³⁺/Ce⁴⁺) у високочистий плавлений кремнезем. Ці трубки мають унікальну здатність поглинати шкідливе ультрафіолетове випромінювання, зберігаючи при цьому високий коефіцієнт пропускання видимого світла. Вони широко використовуються в медичному обладнанні, зовнішніх джерелах світла та інших екологічно чистих системах освітлення. Серед усіх кварцових продуктів з УФ-фільтрами кварцові трубки, леговані церієм, найбільш широко використовуються в системах, що передбачають контакт людини з джерелами світла.

Основні сфери застосування:

1. Виявлення високоенергетичного випромінювання

• Матеріали сцинтиляторів: Іони церію випромінюють флуоресценцію (в ультрафіолетовому або видимому діапазоні) при збудженні високоенергетичним випромінюванням, таким як рентгенівське або гамма-випромінювання. Ця властивість використовується в ядерній медицині (наприклад, ПЕТ-сканери), експериментах з фізики високих енергій (наприклад, детектори частинок) та промисловому неруйнівному контролі.
• Переваги: Швидкий час відгуку (в наносекундному діапазоні) і висока радіаційна стійкість, ідеально підходить для інтенсивного радіаційного середовища.

2. Ультрафіолетова фільтрація

• Поглинання ультрафіолету: Іони Ce³⁺ сильно поглинають ультрафіолетове випромінювання, особливо UVC і UVB. Це робить кварц, легований церієм, придатним для виготовлення вікон з УФ-фільтрами та захисної оптики, особливо у напівпровідниковій фотолітографії для запобігання паразитних УФ-перешкод.

3. Лазерні та оптичні пристрої

• Перенастроюване лазерне середовище: Кварц, легований церієм, може слугувати середовищем підсилення в певних твердотільних лазерах, особливо тих, що працюють в ультрафіолетовому або ближньому ультрафіолетовому діапазоні.
• Перетворення флуоресценції: Використовується в світлодіодах або флуоресцентних системах для перетворення ультрафіолетового світла в конкретні видимі довжини хвиль.

4. Радіаційно-стійкі оптичні компоненти

• Застосування в аерокосмічній та ядерній галузях: Кварцові трубки, леговані церієм, використовуються як оглядові вікна або оптичні датчики в супутниках і ядерних реакторах завдяки їхній вищій радіаційній стійкості порівняно зі звичайним кварцовим склом.

5. Наукові дослідження та спеціальне освітлення

• Синхротронні установки: Застосовується в оптиці, де присутнє високоенергетичне випромінювання, мінімізуючи флуоресцентні перешкоди.
• Ультрафіолетові лампи: Використовується в бактерицидних або спеціальних системах освітлення, де легування церієм допомагає модулювати вихідний УФ-спектр.

Критичні властивості, що підтримують ці програми

• Радіаційна стійкість: Легування церієм зменшує утворення кольорових центрів під впливом радіації, що подовжує термін служби виробу.
• Оптична прозорість: Підтримує широкий спектральний діапазон пропускання кварцу (від глибокого ультрафіолету до ближнього інфрачервоного), додаючи корисні властивості флуоресценції.

Приклад технічних характеристик продукту: Кварцові трубки, леговані церієм, від TotalQuartzWorks

• Чистота SiO₂ Чистота: 99.5%
• Вміст допінгу церію: 0.3%
• Вміст OH: ≤50 проміле
• Коефіцієнт теплового розширення6,7 × 10-⁷ см/см-°C
• Точка розм'якшення: 1680°C
• Точка відпалу: 1210°C
• Точка деформації: 1150°C
• Характеристики пропускання ультрафіолету:
  Продукт ефективно блокує ультрафіолетові хвилі (100-280 нм). Зокрема, Ce³⁺ має значне поглинання в діапазоні 200-280 нм - відомому за пошкодження ДНК та шкідливі біологічні ефекти. Майже повна фільтрація ультрафіолету робить ці пробірки дуже придатними для медичного та стерилізаційного обладнання, де захист від радіаційного впливу є критично важливим.

Важливі міркування

• Точність допінгу: Концентрація церію повинна суворо контролюватися. Надлишок легування може спричинити небажане розсіювання або фонову флуоресценцію.
• Дизайн додатків: При виборі слід збалансувати коефіцієнт пропускання, ефективність флуоресценції та механічну міцність для оптимальної роботи.