Material

Cerámica de Sílice Fundida y Cuarzo

La sílice fundida (SiO₂ amorfo) y las cerámicas de cuarzo ofrecen la expansión térmica más baja de cualquier material sólido (≈0,55×10⁻⁶/K para la sílice fundida sintética) combinada con alta transparencia…

La sílice fundida (SiO₂ amorfo) y las cerámicas de cuarzo ofrecen la expansión térmica más baja de cualquier material sólido (≈0,55×10⁻⁶/K para la sílice fundida sintética) combinada con alta transparencia óptica desde UV hasta IR.

Esa expansión casi nula la convierte en el material de referencia para mesas de metrología de precisión, retículos de fotolitografía, espejos de telescopio y cualquier aplicación donde la estabilidad dimensional ante cambios de temperatura es crítica. La sílice fundida también está esencialmente libre de tensión térmica durante el calentamiento o enfriamiento rápido, lo que le confiere en la práctica una resistencia ilimitada al choque térmico.

Typical Properties

Indicative ranges — confirm grade and test conditions before design commitment.

PropertyIndicative Value
ComposiciónAmorphous silicon dioxide
Densidad2.20 g/cm3
Dureza Vickers600-800 HV
Resistencia a la flexión50-70 MPa
Tenacidad a la fractura0.7-1.0 MPa.m1/2
Temperatura máxima de servicio1000 C (1200 C short term)
Conductividad térmica1.4 W/m.K
Expansión térmica (20-1000 C)0.5 x10-6/K
Potential Advantages

Coeficiente de expansión térmica casi nulo; resistencia excepcional al choque térmico (prácticamente ilimitada); excelente transparencia de UV a IR (sílice fundida); alta pureza química disponible (grados semiconductores); aislante eléctrico.

Design Considerations

La sílice fundida es amorfa y relativamente blanda (Mohs ~5,5): se raya fácilmente y tiene baja resistencia al desgaste. Las cerámicas de cuarzo (sílice fundida cristalizada/cristalizable) sacrifican algo de transparencia por mayor resistencia y estabilidad térmica por encima de 1000 °C. La devitrificación (cristalización) de la sílice fundida por encima de ~1100 °C puede comprometer las propiedades ópticas.

Limitations & Trade-offs

Baja dureza y pobre resistencia al desgaste; susceptible a rayaduras; se devitrifica a alta temperatura (perdiendo claridad óptica); no apta para aplicaciones soportantes de carga o abrasivas; el costo aumenta marcadamente con el tamaño y el grado de pureza.