Kvartsklaasil on suurepärased mehaanilised, termilised, optilised ja keemilised omadused ning seda kasutatakse laialdaselt pooljuhtides, kosmosetööstuses, optikas, optilises sides, fotogalvaanilises ja valgustuses. Kvartsklaas on tööstuslik tehniline klaas, mis koosneb ühest komponendist ränidioksiidist. Kuna ränidioksiid on aatomkristall ja Si-O on kovalentne side, on kvartsklaasil tugev temperatuuritaluvus ja stabiilsed keemilised omadused; Keemilise sideme energia Si-O vahel on suur ja struktuur on kompaktne, mistõttu on kvartsklaasil head mehaanilised omadused ja tugev survekindlus; Lisaks on kvartsklaasil väike tihedus. Samal ajal on kvartsklaasi mikrostruktuur lihtne võrk, mis koosneb ränidioksiidi tetraeedrilistest struktuuriüksustest, mille järjestus ja pikamaa häire on, mis muudab selle optilised omadused suurepäraseks ja dielektrilise tugevuse kõrgeks.
RakendusⅠ: pooljuhtide tööstus
Kvartsklaas on pooljuhtidetööstuses asendamatu materjal
Pooljuhtide tootmise protsessis kasutatakse kvartsklaasist tooteid peamiselt monokristallilise räni ja vahvlite valmistamisel. Igasugused kvartskomponendid ja instrumendid on materjalid, mida on vaja puhastamiseks, oksüdeerimiseks, fotolitograafiaks, söövitamiseks, difusiooniks ja muudeks ühendusteks. Kvartsklaasi materjalidest valmistatakse kvartsklaasist tooteid, nagu ahjutorud, paadiraamid, sooned, rõngad, äärikud, kellapurk, ja müüakse pooljuhtseadmete tootjatele. Lisaks ostavad vahvlitootjad vastavaid kvartsklaasist tooteid otse seadmetootjatelt. Kvartsklaasist toodete lisandite sisaldus ja geomeetriline suurus mõjutavad otseselt integraallülitusseadmete saagist ja tootmise efektiivsust.
Kõrge temperatuuriga piirkondades kasutatavad kvartsklaasist tooted nõuavad madalat hüdroksüülisisaldust ja neid valmistatakse tavaliselt elektrilise sulatamise teel; Madala temperatuuri tsoonis kaalutakse ja kasutatakse rohkem gaasisulatatud kvartsklaasi; Maski substraadi tootmisel kasutatakse rohkem sünteetilisel meetodil valmistatud madala lisandisisaldusega ja kõrge läbilaskvusega kvartsklaasi.
（2） Ülemaailmne pooljuhtide turg jätkab õitsemist, kasvutempo saavutab 2021. aastal rekordiliselt kõrge
Aastal 2021 on globaalse pooljuhtide tööstuse nõudlus tugev ja ülemaailmset vahvlipakkumist napib. Ajendatuna arenevatest tööstusharudest, nagu 5G, tarbeelektroonika, asjade internet, tehisintellekt ja automaatjuhtimine, kasvas globaalse pooljuhtide turu populaarsus jätkuvalt. Ameerika pooljuhtide tööstuse assotsiatsiooni (SIA) avaldatud aruanne näitab, et ülemaailmne pooljuhtide turu suurus ulatub 2021. aastal 555,9 miljardi USA dollarini, mis on rekordiline, 26,2% kasv võrreldes 440,4 miljardi USA dollariga 2020. aastal. Praegu on Hiina on endiselt maailma suurim pooljuhtide rakenduste turg, mille müügimaht oli 2021. aastal 192,5 miljardit USA dollarit, mis on 27,1% rohkem kui aasta varem.
Elektrooniliste teabematerjalide ettevalmistamise protsess eeldab tavaliselt suure hulga kõrgekvaliteediliste kvartsklaasist materjalide ja toodete kasutamist ja tarbimist. Elektroonilise teabetööstuse pideva arenguga eeldatakse, et nõudlus tipptasemel kvartsklaasist toodete järele pooljuhtide tööstuses säilitab jätkuvalt suure kasvutempo.
RakendusⅡ: Lennundustööstus
Kvartsklaaskiul ja kvartsklaaskiust valmistatud komposiitidel on suurepärane kõrge temperatuuritaluvus, ablatsioonikindlus, kõrge ülekande- ja elektriisolatsiooniomadused, mida kasutatakse laialdaselt kosmose- ja mereseadmete valdkonnas. Maailma suuremad riigid kiirendavad strateegiliselt tärkavate kosmosetööstuse arengut. Selles kontekstis laieneb kvartsklaaskiu ja selle toodete kasutusala kosmosetööstuses jätkuvalt, tuues sisse laiema arendusruumi.
RakendusⅢ: Optikatööstus
Sünteetilist kvartsklaasist materjali kasutatakse läätse ja prismana tipptasemel optilises väljas, TFT-LCD kõrglahutusega kuvari ja fotomaski substraadi materjalina IC jaoks. Kõrgtehnoloogilise tööstuse kiire kasvuga on optiliste instrumentide tööstus viimastel aastatel säilitanud suhteliselt hea kasvutrendi. 5G, AIoT tehnoloogia ja globaalse digiprotsessi kiirenenud arenguga kasvab olmeelektroonikatoodete levik jätkuvalt, uued stsenaariumid ja rakendused soodustavad IT-toodete mitmekesist arengut ning uute energiasõidukite turu kiire kasv tõukab edasi ekraanipaneelide nõudluse kasv. 2021. aastal saavutas globaalse uue kuvatööstuse toodangu väärtus ja toodang uue kõrgeima taseme. Asjakohastel andmetel on uue kuvapaneeli globaalne väljundväärtus 2021. aastal umbes 150 miljardit dollarit.
RakendusⅣ:Optilise side tööstus
Kvartsklaasist käepideme varda kasutatakse tugimaterjalina optiliste kiudude eelvormide sadestamisel ja paagutamisel ning optiliste kiudude joonistamisel optilise side valdkonnas. 2022. aastal näitab maailma sidetööstuse areng positiivset trendi ning igakülgselt kiirendatakse uue infotaristu nagu 5G ja gigabitise optilise võrgu ehituslikku katvust ja rakenduste populariseerimist.
5G tugijaamade juurdepääs ja tagastamine vajavad kiudoptilist ressurssi. Kiudoptiline kaabel ja kaabel on 5G teabeedastusvõrgu oluline nurgakivi. 5G võrgu ehitamise korrapärane edenemine on toonud kaasa optiliste kiudude turu kasvu ja edendab ka edaspidi kiudoptilise turu arengut. Optilise side tööstuse kiire areng toob kaasa nõudluse jätkuva kasvu optilise kiu ja kaabli järele, mis soodustab kvartsklaasitööstuse arengut.
Kvartsklaasi turg
Pooljuhtide tööstus on kvartsklaasist materjalide peamine kasutusvaldkond ja muud valdkonnad hõlmavad peamiselt fotogalvaanilist, kiudoptilist sidet ja elektrilist valgusallikat. Kasvutempo vaatenurgast on pooljuhid ja fotogalvaanilised elektrienergia kvartsklaasi turu peamised kasvumootorid praegu ning turuosa peaks tulevikus veelgi suurenema.
Quartz Industrial Glass Associationi andmetel moodustavad pooljuhtide valdkonnas kvartsseadmed, kvartssubstraat ja kvartsklaas (sealhulgas tiigel) vastavalt umbes 40%, 30% ja 30%. Ameerika elektroonikamaterjalide uurimisinstituudi Techcet statistika kohaselt kasutatakse elektroonikatööstuses igal aastal 90% maailma kõrge puhtusastmega kvartsi toorainest. Aastal 2022 ulatub pooljuhtkvartsklaasist materjalide ülemaailmne turg umbes 3 miljardi USA dollarini.
