siliciumdioxideglas

Siliciumdioxidglas bezeichnet eine Gruppe von Gläsern, die überwiegend aus Siliciumdioxid (SiO2) bestehen und amorph vorliegen. Es entsteht durch Schmelzen hochreinen SiO2 und anschließendes Abkühlen, wobei Kristallisation vermieden wird. Im Alltag wird es oft als Fused-Silica oder Siliziumdioxidglas bezeichnet und zeichnet sich durch außerordentliche Reinheit und spezielle optische Eigenschaften aus.

Eigenschaften: Siliciumdioxidglas weist eine hohe Transmission im UV- bis unteren NIR-Bereich auf, je nach Reinheit bis etwa 3 Mikrometer. Der Brechungsindex liegt um 1,46 im sichtbaren Spektrum. Es besitzt eine sehr geringe Wärmeausdehnung und einen hohen Temperaturbeständigkeitshorizont; der Schmelzpunkt liegt bei etwa 1650 °C. Die chemische Beständigkeit ist ausgezeichnet gegenüber vielen Substanzen; Fluorwasserstoff greift Siliciumdioxidglas an. Hochreines Glas bietet geringe optische Verluste und eignet sich besonders für anspruchsvolle Optik.

Herstellung und Formen: Das Glas wird aus hochreinem SiO2 hergestellt und in verschiedene Formen gegossen oder gezogen. In der Optik wird häufig spezielles Fused-Silica verwendet; für Fasern wird es als Vorformmaterial oder durch CVD-Verfahren hergestellt. Die Reinheit bestimmt Transmission, Farbton und Resistenz.

Anwendungen: Hauptanwendungen liegen in der Optik (Linsen, Fenster, Prismen), in der Glasfasertechnik, in Labor- und Hochtemperaturglaseinrichtungen sowie als Substrat- oder Maskenmaterial in der Halbleiter- und Lithografietechnik.

Limitierungen: Siliciumdioxidglas ist teuer, spröde und erfordert schonende Verarbeitung. Hohe Reinheiten sind notwendig, um maximale Transparenz zu erreichen; eine Devitrifikation muss vermieden werden, indem man das Material nicht zu lange nahe dem Glasübergang erhitzt.