Material

Cerâmica de Sílica Fundida e Quartzo

Sílica fundida (SiO₂ amorfo) e cerâmicas de quartzo oferecem a menor expansão térmica de qualquer material sólido (≈0,55×10⁻⁶/K para sílica fundida sintética) combinada com alta transparência óptica do UV ao…

Sílica fundida (SiO₂ amorfo) e cerâmicas de quartzo oferecem a menor expansão térmica de qualquer material sólido (≈0,55×10⁻⁶/K para sílica fundida sintética) combinada com alta transparência óptica do UV ao IR.

Essa expansão quase zero a torna o material de referência para mesas de metrologia de precisão, retículos de fotolitografia, espelhos de telescópio e qualquer aplicação onde a estabilidade dimensional entre variações de temperatura é crítica. A sílica fundida também é praticamente livre de tensão térmica durante aquecimento ou resfriamento rápido, conferindo-lhe resistência ao choque térmico ilimitada na prática.

Typical Properties

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

PropertyIndicative Value
ComposiçãoAmorphous silicon dioxide
Densidade2.20 g/cm3
Dureza Vickers600-800 HV
Resistência à flexão50-70 MPa
Tenacidade à fratura0.7-1.0 MPa.m1/2
Temperatura máxima de serviço1000 C (1200 C short term)
Condutividade térmica1.4 W/m.K
Expansão térmica (20-1000 C)0.5 x10-6/K
Potential Advantages

Coeficiente de expansão térmica quase zero; resistência excepcional ao choque térmico (praticamente ilimitada); excelente transparência UV-IR (sílica fundida); alta pureza química disponível (graus de semicondutor); isolante elétrico.

Design Considerations

A sílica fundida é amorfa e relativamente macia (Mohs ~5,5) — risca facilmente e tem baixa resistência ao desgaste. Cerâmicas de quartzo (sílica fundida cristalizada) trocam parte da transparência por maior resistência e estabilidade térmica acima de 1000 °C. A desvitrificação (cristalização) da sílica fundida acima de ~1100 °C pode comprometer as propriedades ópticas.

Limitations & Trade-offs

Baixa dureza e fraca resistência ao desgaste; suscetível a riscos; desvitrifica em alta temperatura (perdendo a clareza óptica); não adequada para aplicações com carga ou abrasivas; o custo aumenta acentuadamente com o tamanho e o grau de pureza.