Quarzglaskapillarröhrchen
Detailliertes Diagramm
Übersicht über Quarz-Kapillarröhrchen
Quarzglaskapillaren sind präzisionsgefertigte Mikroröhrchen aus hochreinem amorphem Siliciumdioxid (SiO₂). Sie zeichnen sich durch hervorragende chemische Beständigkeit, außergewöhnliche thermische Stabilität und exzellente optische Klarheit über ein breites Wellenlängenspektrum aus. Mit Innendurchmessern von wenigen Mikrometern bis zu mehreren Millimetern finden Quarzglaskapillaren breite Anwendung in der Analytik, der Halbleiterfertigung, der medizinischen Diagnostik und in mikrofluidischen Systemen.
Im Gegensatz zu herkömmlichem Glas zeichnet sich Quarzglas durch eine extrem geringe Wärmeausdehnung und hohe Temperaturbeständigkeit aus und eignet sich daher für raue Umgebungen, Vakuumsysteme und Anwendungen mit schnellen Temperaturwechseln. Diese Röhren behalten ihre Maßhaltigkeit und chemische Reinheit auch unter extremer thermischer, mechanischer oder chemischer Belastung und ermöglichen so eine präzise und reproduzierbare Leistung in verschiedenen Branchen.
Herstellungsprozess von Quarzglasplatten
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Die Herstellung von Quarzglaskapillarröhrchen erfordert hochentwickelte Präzisionsfertigungstechniken und hochreine Materialien. Der allgemeine Fertigungsablauf umfasst:
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Rohmaterialvorbereitung
Hochreiner Quarz (typischerweise JGS1, JGS2, JGS3 oder synthetisches Quarzglas) wird je nach Anwendungsbedarf ausgewählt. Diese Materialien enthalten über 99,99 % SiO₂ und sind frei von Verunreinigungen wie Alkali- und Schwermetallen. -
Schmelzen und Ziehen
Quarzstäbe oder -blöcke werden in einem Reinraum auf über 1700 °C erhitzt und mithilfe von Mikroziehmaschinen zu dünnen Röhren gezogen. Der gesamte Prozess wird unter kontrollierter Atmosphäre durchgeführt, um Verunreinigungen zu vermeiden. -
Dimensionskontrolle
Laserbasierte und bildgestützte Rückkopplungssysteme gewährleisten eine präzise Steuerung der Innen- und Außendurchmesser, oft mit Toleranzen von nur ±0,005 mm. Auch die Wandstärkengleichmäßigkeit wird in dieser Phase optimiert. -
Glühen
Nach der Formgebung werden die Rohre geglüht, um innere thermische Spannungen abzubauen und die Langzeitstabilität sowie die mechanische Festigkeit zu verbessern. -
Oberflächenbehandlung und Individualisierung
Rohre können je nach Kundenspezifikation flammpoliert, angefast, versiegelt, auf Länge zugeschnitten oder gereinigt werden. Präzise Endbearbeitungen sind unerlässlich für Anwendungen in der Fluiddynamik, der optischen Kopplung oder im medizinischen Bereich.
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Physikalische, mechanische und elektrische Eigenschaften
| Eigentum | Typischer Wert |
|---|---|
| Dichte | 2,2 g/cm³ |
| Druckfestigkeit | 1100 MPa |
| Biegefestigkeit | 67 MPa |
| Zugfestigkeit | 48 MPa |
| Porosität | 0,14–0,17 |
| Elastizitätsmodul | 7200 MPa |
| Schermodul (Steifigkeitsmodul) | 31.000 MPa |
| Mohs-Härte | 5,5–6,5 |
| Kurzfristige maximale Nutzungstemperatur | 1300 °C |
| Glühpunkt (Spannungsentlastung) | 1280 °C |
| Erweichungspunkt | 1780 °C |
| Glühpunkt | 1250 °C |
| Spezifische Wärmekapazität (20–350 °C) | 670 J/kg·°C |
| Wärmeleitfähigkeit (bei 20 °C) | 1,4 W/m·°C |
| Brechungsindex | 1,4585 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 5,5 × 10⁻⁷ cm/cm·°C |
| Warmumformungstemperaturbereich | 1750–2050 °C |
| Maximale Langzeit-Nutzungstemperatur | 1100 °C |
| Elektrischer Widerstand | 7 × 10⁷ Ω·cm |
| Durchschlagsfestigkeit | 250–400 kV/cm |
| Dielektrizitätskonstante (εᵣ) | 3,7–3,9 |
| Dielektrischer Absorptionsfaktor | < 4 × 10⁻⁴ |
| Dielektrischer Verlustfaktor | < 1 × 10⁻⁴ |
Anwendungen
1. Biomedizinische und Lebenswissenschaften
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Kapillarelektrophorese
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Mikrofluidische Geräte und Lab-on-a-Chip-Plattformen
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Blutprobenentnahme und Gaschromatographie
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DNA-Analyse und Zellsortierung
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In-vitro-Diagnostik (IVD)-Kartuschen
2. Halbleiter und Elektronik
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Hochreine Gasprobenahmeleitungen
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Chemikalienzufuhrsysteme für das Waferätzen oder die Reinigung
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Photolithographie- und Plasmasysteme
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Schutzhüllen für Glasfasern
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UV- und Laserstrahl-Transmissionskanäle
3. Analytische und wissenschaftliche Instrumente
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Probenschnittstellen für die Massenspektrometrie (MS)
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Flüssigkeitschromatographie- und Gaschromatographiesäulen
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UV-Vis-Spektroskopie
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Durchflussinjektionsanalyse (FIA) und Titrationssysteme
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Hochpräzise Dosierung und Reagenzienabgabe
4. Industrie und Luft- und Raumfahrt
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Hochtemperatur-Sensorhüllen
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Kapillarinjektoren in Strahltriebwerken
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Thermischer Schutz in rauen Industrieumgebungen
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Flammenanalyse und Emissionsprüfung
5. Optik und Photonik
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Laser-Abgabesysteme
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Beschichtungen und Kerne optischer Fasern
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Lichtleiter und Kollimationssysteme
Anpassungsoptionen
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Länge und DurchmesserVollständig anpassbare Kombinationen aus Innendurchmesser, Außendurchmesser und Länge.
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EndverarbeitungOffen, versiegelt, konisch, poliert oder abgeschrägt.
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BeschriftungLasergravur, Tintenstrahldruck oder Barcode-Markierung.
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OEM-VerpackungFür Vertriebspartner sind neutrale oder markenspezifische Verpackungen erhältlich.
Häufig gestellte Fragen zu Quarzgläsern
Frage 1: Können diese Schläuche für biologische Flüssigkeiten verwendet werden?
Ja. Quarzglas ist chemisch inert und biokompatibel und eignet sich daher ideal für Anwendungen mit Blut, Plasma und anderen biologischen Reagenzien.
Frage 2: Was ist der kleinste Innendurchmesser, den Sie herstellen können?
Wir können Innendurchmesser bis hinunter zu 10 Mikrometern (0,01 mm) herstellen, abhängig von den Anforderungen an Wandstärke und Rohrlänge.
Frage 3: Sind Quarz-Kapillarröhrchen wiederverwendbar?
Ja, vorausgesetzt, sie werden ordnungsgemäß gereinigt und behandelt. Sie sind beständig gegen die meisten Reinigungsmittel und Autoklavierzyklen.
Frage 4: Wie werden die Tuben für einen sicheren Transport verpackt?
Jede Tube wird in reinraumgeeigneten Haltern oder Schaumstoffschalen verpackt und in antistatischen oder vakuumversiegelten Beuteln versiegelt. Großpackungen und Schutzverpackungen für empfindliche Größen sind auf Anfrage erhältlich.
Frage 5: Bieten Sie technische Zeichnungen oder CAD-Unterstützung an?
Absolut. Für Sonderanfertigungen liefern wir detaillierte technische Zeichnungen, Toleranzvorgaben und bieten Unterstützung bei der Designberatung.
Über uns
XKH ist spezialisiert auf die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von Spezialglas und neuen Kristallmaterialien. Unsere Produkte finden Anwendung in der Optoelektronik, der Unterhaltungselektronik und im Militärbereich. Wir bieten optische Saphirkomponenten, Objektivabdeckungen für Mobiltelefone, Keramik, LT, Siliziumkarbid (SiC), Quarz und Halbleiterkristallwafer an. Dank unserer Expertise und modernster Ausrüstung zeichnen wir uns durch die Fertigung von Sonderanfertigungen aus und streben die Position eines führenden Hightech-Unternehmens für optoelektronische Materialien an.
