Los tubos de cuarzo y los de vidrio presentan distintos niveles de resistencia química debido a sus estructuras atómicas y composiciones químicas únicas. Los tubos de cuarzo están compuestos de sílice fundida de gran pureza, lo que los hace químicamente inertes en la mayoría de los entornos, mientras que los tubos de vidrio contienen sodio y calcio que reaccionan más fácilmente con los ácidos. Esta diferencia explica por qué la resistencia química de los tubos de cuarzo sigue siendo mucho mayor y más fiable para aplicaciones exigentes de procesamiento de ácidos. La selección del material de tubo adecuado depende de la comprensión de estas diferencias fundamentales.
Principales conclusiones
Los tubos de cuarzo ofrecen una resistencia química superior gracias a su composición de sílice de gran pureza, lo que los hace ideales para entornos ácidos agresivos.
Los tubos de vidrio contienen sodio y calcio, que crean puntos débiles que provocan una degradación más rápida cuando se exponen a los ácidos.
Elegir tubos de cuarzo puede reducir significativamente los costes de mantenimiento y los tiempos de inactividad, ya que duran mucho más que los tubos de vidrio en el procesamiento de ácidos.
El óxido de boro en el vidrio de borosilicato aumenta la vulnerabilidad al ataque de los ácidos, lo que plantea riesgos de contaminación en aplicaciones sensibles como la fabricación de semiconductores.
Los ingenieros deben dar prioridad a los tubos de cuarzo para aplicaciones que requieran gran pureza y larga vida útil, especialmente en ácidos fuertes y altas temperaturas.
¿Cómo determina la diferencia de composición entre el cuarzo y los tubos de vidrio la resistencia al ataque ácido?
La composición del material desempeña un papel fundamental en la resistencia de los tubos al ataque de los ácidos. El cuarzo y el vidrio difieren en su estructura atómica y pureza, lo que repercute directamente en su durabilidad química. Comprender estas diferencias ayuda a los ingenieros a seleccionar el tubo adecuado para entornos ácidos exigentes.
Composición de sílice pura en el cuarzo y composición de óxidos mixtos en el vidrio
Tubos de cuarzo contienen sílice casi pura, lo que les confiere una resistencia excepcional a los ácidos y álcalis. La ausencia de otros óxidos significa que el cuarzo no reacciona con la mayoría de los productos químicos, lo que lo hace ideal para aplicaciones de gran pureza. Los tubos de vidrio, en cambio, incluyen óxidos mixtos que pueden reaccionar con los ácidos y liberar contaminantes.
El vidrio de cuarzo, fabricado con sílice pura 99,99%, presenta una resistencia excepcional a los ácidos, álcalis y disolventes orgánicos, con una lixiviación mínima.
El vidrio ordinario, que contiene óxidos mixtos, reacciona con ácidos y álcalis, lo que provoca contaminación en las aplicaciones analíticas.
La inercia química del vidrio de cuarzo es crucial para las aplicaciones que requieren gran pureza, como los productos farmacéuticos y los semiconductores.
El contenido de iones alcalinos crea vías de lixiviación ácida en el vidrio
Los iones alcalinos como el sodio y el calcio en el vidrio crean puntos débiles en la red atómica. Cuando los ácidos entran en contacto con el vidrio, estos iones se intercambian con iones de hidrógeno, formando vías de lixiviación que aceleran la corrosión. El cuarzo, sin iones alcalinos, resiste este proceso y mantiene su estructura incluso en entornos ácidos agresivos.
Tipo de impureza | Efecto sobre la estabilidad y la vida útil |
|---|---|
Iones de metales alcalinos | Aumentan la expansión térmica, reducen la estabilidad térmica y pueden reaccionar con el SiO₂, afectando a la resistencia. |
Iones de aluminio | Oscurecen el color, reducen la estabilidad química y aceleran la corrosión en ambientes ácidos. |
Humedad | Reduce la resistencia y la estabilidad térmica, aumenta el riesgo de fractura a altas temperaturas. |
La pureza de la composición determina la vida útil en entornos ácidos
La elevada pureza de la composición de los tubos de cuarzo prolonga su vida útil en el tratamiento de ácidos. Los tubos con menos impurezas resisten los ataques químicos y mantienen su resistencia mecánica a lo largo del tiempo. Los tubos de vidrio con más impurezas se degradan más rápidamente, por lo que requieren sustituciones frecuentes.
Los ingenieros suelen elegir tubos de cuarzo para:
Durabilidad a largo plazo en ácidos fuertes
Reducción del riesgo de contaminación
Menores costes de mantenimiento a lo largo del tiempo
Los tubos de cuarzo ofrecen un rendimiento fiable en entornos en los que la pureza y la longevidad son lo más importante.
¿Cómo es posible que las diferencias de contenido de sodio y calcio entre el cuarzo y el vidrio creen tasas de ataque ácido muy diferentes?
El contenido de sodio y calcio desempeña un papel importante en la rapidez con que los ácidos atacan el cuarzo y los tubos de vidrio. Estos elementos crean puntos débiles en el vidrio, mientras que el cuarzo permanece casi puro y estable. Comprender esta diferencia ayuda a los ingenieros a elegir el material adecuado para entornos ácidos agresivos.
Impacto del contenido de sodio: <0,01% en cuarzo frente a 4-14% en vidrio
Los tubos de cuarzo contienen menos de 0,01% de sodio, lo que los hace casi inmunes al ataque de los ácidos, salvo el ácido fluorhídrico. Los tubos de vidrio, con niveles de óxido de sodio entre 4% y 14%, reaccionan mucho más con los ácidos y pierden su estructura más rápidamente. Esta diferencia en el contenido de sodio conduce a una brecha dramática en la durabilidad química.
Estudios científicos demuestran que los tubos de cuarzo resisten la corrosión hasta 30 veces mejor que los de cerámica y 150 veces mejor que los de acero inoxidable. Los tubos de cuarzo no reaccionan con la mayoría de los ácidos, ni siquiera a altas temperaturas, mientras que los de vidrio se degradan rápidamente en condiciones similares. Este alto nivel de resistencia a los ácidos convierte al cuarzo en la opción preferida para los procesos ácidos más exigentes.
Material | Contenido en sodio | Resistencia al ácido | Reacción con la mayoría de los ácidos |
|---|---|---|---|
Cuarzo | <0,01% | Muy alta | No |
Vidrio | 4-14% | Bajo | Sí |
Mecanismo de intercambio iónico en el vidrio que crea delaminación superficial
Los ácidos atacan los tubos de vidrio intercambiando iones de hidrógeno por iones de sodio en la red de vidrio. Este intercambio de iones debilita la superficie del vidrio y hace que las capas se desprendan, un proceso denominado delaminación. Los tubos de cuarzo no tienen iones de sodio, por lo que no sufren este problema.
En intercambio iónico en el vidrio conduce a la formación de una capa de gel rica en sílice en la superficie. Con el tiempo, esta capa pierde resistencia y puede romperse, exponiendo el vidrio fresco a nuevos ataques ácidos. Este ciclo se repite, provocando una rápida pérdida de material y reduciendo la vida útil del tubo.
Mecanismo | Descripción |
|---|---|
Intercambio iónico | Los iones Na⁺ del vidrio son sustituidos por iones H₃O⁺. de los ácidos, provocando la delaminación. |
Lixiviación alcalina | Los iones alcalinos se lixivian en pH bajo o neutro, debilitando la estructura. |
Comparación de la tasa de ataque: 0,01-0,05 mm/año para el cuarzo frente a 0,8-20 mm/año para el vidrio
Los tubos de cuarzo presentan un índice de penetración de ácido de sólo 0,01 a 0,05 mm al año, mientras que los tubos de vidrio pueden perder de 0,8 a 20 mm al año en las mismas condiciones ácidas. Esta enorme diferencia significa que los tubos de cuarzo duran mucho más en entornos ácidos agresivos. Por ejemplo, en ácido nítrico 70% a 120 °C, los tubos de cuarzo pueden durar entre 10.000 y 15.000 horas, mientras que los de vidrio pueden necesitar una sustitución tras sólo 800 a 1.500 horas.
Los ingenieros suelen elegir tubos de cuarzo para procesos en los que intervienen ácidos fuertes y temperaturas elevadas para evitar un mantenimiento frecuente. La mayor vida útil del cuarzo reduce el tiempo de inactividad y los costes de sustitución en entornos industriales. Esta ventaja de rendimiento es aún más importante cuando la pureza y la fiabilidad son fundamentales.
En resumen, el impacto práctico de estas tasas de ataque incluye:
Mayor vida útil de los tubos de cuarzo en entornos con ácidos fuertes
Menores costes de mantenimiento y sustitución
Mejora de la fiabilidad del proceso y la pureza del producto
¿Por qué el contenido de óxido de boro en el vidrio borosilicato crea una vulnerabilidad adicional a los ácidos frente al cuarzo puro?
El óxido de boro desempeña un papel fundamental en la resistencia química de los tubos de vidrio utilizados en el tratamiento de ácidos. La presencia de óxido de boro en los materiales de los tubos de vidrio con alto contenido en borosilicato crea vulnerabilidades únicas que no existen en los tubos de cuarzo. Comprender cómo el óxido de boro y otras impurezas afectan a la resistencia a los ácidos ayuda a los ingenieros a elegir mejor para los entornos exigentes.
Contenido de óxido de boro: 12-13% en borosilicato creando vías de ataque duales frente a 0% en cuarzo
El óxido de boro constituye aproximadamente el 12-13% de la composición de un tubo de vidrio de borosilicato de alto contenido, mientras que los tubos de cuarzo no contienen óxido de boro en absoluto. Esta diferencia da lugar a dos vías principales para el ataque de los ácidos en los tubos de vidrio de borosilicato: los ácidos pueden lixiviar tanto el sodio como el boro de la red de vidrio. La ausencia de óxido de boro en los tubos de cuarzo significa que los ácidos tienen menos objetivos, por lo que el cuarzo mantiene su estructura y pureza incluso en condiciones duras.
Un tubo de vidrio de alto contenido en borosilicato depende del óxido de boro para mejorar sus propiedades térmicas, pero este mismo componente crea debilidades químicas. Cuando los ácidos entran en contacto con un tubo de vidrio de borosilicato, pueden extraer iones de boro, lo que debilita el vidrio y acelera su degradación. En cambio, los tubos de cuarzo resisten este proceso porque su estructura de sílice puro no permite la lixiviación del boro.
Un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato sufre una descomposición química más rápida en entornos ácidos debido a su contenido en óxido de boro.
En términos prácticos, esto significa:
Un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato es más vulnerable al ataque de los ácidos que el cuarzo.
El óxido de boro en un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato crea vías adicionales para la corrosión.
Los tubos de cuarzo ofrecen una durabilidad química superior en el procesamiento de ácidos.
La lixiviación combinada de sodio y boro acelera la degradación del vidrio
Un tubo de vidrio de borosilicato alto contiene tanto sodio como boro, que pueden lixiviarse cuando se exponen a ácidos. El proceso de lixiviación implica el intercambio de iones entre los iones de sodio del tubo de vidrio de borosilicato alto y los iones de hidrógeno del ácido, mientras que los iones de boro también migran fuera de la red de vidrio. Este la doble lixiviación debilita el tubo de vidrio de borosilicato de altaformando capas pobres en álcalis que aceleran la degradación de la superficie.
La presencia tanto de sodio como de boro en un tubo de vidrio de borosilicato de alto contenido significa que los ácidos pueden atacar desde múltiples ángulos. A medida que los iones de sodio y boro abandonan el vidrio, la estructura se vuelve menos estable y aumenta la tasa de pérdida de material. Con el tiempo, este proceso acorta la vida útil de un tubo de vidrio de borosilicato alto en entornos ácidos.
Un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato se degradará más rápidamente que el cuarzo cuando se exponga a ácidos fuertes.
Factor | Tubo de vidrio de alto contenido en borosilicato | Tubo de cuarzo |
|---|---|---|
Contenido en óxido de boro | 12-13% | 0% |
Contenido en sodio | 4-14% | <0,01% |
Vías de lixiviación | Dual (Na, B) | Ninguno |
Resistencia al ácido | Baja | Más alto |
Riesgo de contaminación por lixiviación de boro en aplicaciones de semiconductores
Un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato puede liberar iones de boro en los fluidos de proceso, lo que supone un riesgo de contaminación en industrias sensibles como la fabricación de semiconductores. Incluso la lixiviación de pequeñas cantidades de boro de un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato puede alterar la pureza química y reducir el rendimiento del producto. Los tubos de cuarzo, sin contenido de boro, eliminan este riesgo y mantienen unos niveles de pureza ultra elevados.
El bajo contenido de hidroxilo (OH) en los tubos de cuarzo mejora aún más su rendimiento en aplicaciones de alta pureza y alto contenido en ácidos. Un alto contenido de OH actúa como impureza perjudicial, reduciendo la resistencia a la temperatura y alterando las propiedades físicas. Los tubos de cuarzo con menos de 10 ppm de contenido en OH soportan los gradientes térmicos y la exposición química sin liberar contaminantes.
Un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato no puede igualar la pureza y estabilidad del cuarzo en los procesos críticos de los semiconductores.
Los ingenieros que buscan una resistencia a los ácidos y una pureza fiables deben tener en cuenta estos datos:
Un tubo de vidrio con alto contenido en borosilicato puede introducir contaminación por boro en procesos sensibles.
Los tubos de cuarzo con bajo contenido en OH proporcionan una estabilidad química inigualable.
Especificar un acabado superficial (Ra <0,4 μm) y un bajo contenido en OH garantiza un rendimiento óptimo en entornos ácidos.
¿Cómo afecta la homogeneidad composicional del cuarzo frente a la separación de fases del vidrio a la resistencia a los ácidos a largo plazo?
La estructura del material desempeña un papel crucial en la resistencia de los tubos a los ácidos a lo largo del tiempo. Los tubos de cuarzo presentan una estructura de sílice monofásica, mientras que los tubos de vidrio suelen mostrar múltiples fases debido a su composición mixta. Esta diferencia de homogeneidad repercute directamente en la durabilidad química y la vida útil en entornos de procesamiento de ácidos.
Estructura monofásica de sílice en el cuarzo frente a estructura multifásica en el vidrio
Los tubos de cuarzo tienen una estructura de sílice monofásica que permanece uniforme en todo el material. Esta estructura mantiene un temperatura ficticia constante, lo que significa que la disposición atómica no varía, aunque cambie el contenido de hidroxilo (OH). En cambio, los tubos de vidrio muestran estructuras multifásicas con temperaturas ficticias variables, especialmente en regiones con diferentes concentraciones de OH.
La uniformidad del cuarzo impide que se formen puntos débiles, por lo que los ácidos no encuentran fácilmente vías de ataque. El vidrio, con su naturaleza multifásica, desarrolla zonas en las que la estructura es menos densa, lo que lo hace más vulnerable a la penetración de los ácidos. Con el tiempo, estas zonas débiles del vidrio pueden provocar una corrosión imprevisible y un fallo prematuro.
Material | Tipo de estructura | Consistencia de la temperatura ficticia | Resistencia al ácido |
|---|---|---|---|
Cuarzo | Monofásico | Alta | Muy alta |
Vidrio | Multifase | Variable | Baja |
Separación de fases en borosilicato que crea puntos de ataque localizados
La separación de fases en el vidrio de borosilicato crea distintas regiones a las que pueden dirigirse los ácidos. Las fases de boro ricas en sodio forman capas que se disuelven rápidamente en ácido, mientras que las fases ricas en sílice permanecen pero se vuelven porosas una vez eliminadas las zonas ricas en sodio. Los cambios estructurales del boro favorecen aún más la formación de estas fases. lugares de ataque localizadoslo que hace que el vidrio sea más susceptible a la corrosión.
La separación espinodal de las fases da lugar a una estructura bicontinua con diferentes composiciones químicas, lo que aumenta el número de sitios donde los ácidos pueden atacar. Durante la corrosión, los ácidos eliminan primero la fase de boro rica en sodio, dejando al descubierto la fase rica en sílice y creando una superficie áspera y debilitada. Este proceso acelera la pérdida de material y reduce la vida útil del tubo.
Tipo de fase | Descripción |
|---|---|
Fase de boro rica en sodio | Se disuelve en ácido, creando lugares de ataque localizados. |
Fase rica en sílice | Permanece tras la eliminación de la fase rica en sodio, dando lugar a una estructura porosa. |
Cambios estructurales en el boro | Aumenta el número de puntos débiles para el ataque ácido. |
La homogeneidad de la composición garantiza un rendimiento predecible a largo plazo
La homogeneidad composicional del cuarzo garantiza un rendimiento predecible en entornos ácidos. El cuarzo de gran pureza resiste los ataques químicos de manera uniforme en toda su superficie, por lo que los ingenieros pueden calcular con precisión la vida útil y las necesidades de mantenimiento. Por el contrario, los tubos de vidrio con separación de fases experimentan una corrosión desigual, lo que provoca fallos inesperados y mayores costes de sustitución.
Los protocolos de ensayo normalizados, como ISO 695, ISO 720 y ASTM C225, validan la resistencia química tanto de los tubos de cuarzo como de los de vidrio. Estas pruebas clasifican los materiales en función de su pérdida de peso y resistencia hidrolítica, ayudando a los usuarios a seleccionar el tubo adecuado para su proceso. El cuarzo obtiene sistemáticamente la clasificación más alta (HGA 1), mientras que el vidrio suele caer en categorías inferiores debido a su estructura multifásica.
A la hora de elegir entre tubos de cuarzo y de vidrio, los ingenieros deben tener en cuenta la concentración de ácido, la temperatura y los requisitos de pureza. El cuarzo ofrece una resistencia química superior y una vida útil más larga, por lo que es la opción preferida para aplicaciones exigentes.
Los factores clave para la selección de materiales son
Los tubos de cuarzo proporcionan una resistencia uniforme y una vida útil predecible.
Los tubos de vidrio pueden fallar prematuramente debido a la separación de fases y a la corrosión localizada.
Las pruebas normalizadas ayudan a garantizar un rendimiento fiable en el procesamiento de ácidos.
¿Qué especificación de composición garantiza una resistencia adecuada a los ácidos para su entorno de procesamiento?
Seleccionar el material de tubo adecuado para el tratamiento de ácidos depende de la adecuación de las especificaciones de composición al entorno químico real. Los ingenieros deben tener en cuenta la concentración de ácido, la temperatura y la necesidad de pureza o control de la contaminación. Las siguientes directrices ayudan a garantizar un rendimiento fiable y una larga vida útil en condiciones exigentes.
Requisitos de composición según la concentración de ácido y la temperatura
La composición del material afecta directamente a la resistencia de los tubos a los ácidos en diferentes concentraciones y temperaturas. El cuarzo de gran pureza, con su inercia química y resistencia térmica superior, es el que mejor funciona en entornos con ácidos fuertes y temperaturas elevadas. Los estudios demuestran que los tubos de cuarzo mantienen una pérdida de peso inferior a 0,01 mg/cm² tras 1.000 horas en ácido clorhídrico 10% a 100°C, mientras que el vidrio de borosilicato pierde hasta 2,0 mg/cm² en las mismas condiciones.
Los ingenieros deben especificar tubos de cuarzo cuando la concentración de ácido supere los 50% o cuando las temperaturas de proceso superen los 100°C. Para concentraciones de ácido moderadas (30-50%) y temperaturas inferiores a 90°C, el vidrio de borosilicato de gran pureza puede proporcionar una resistencia adecuada, pero sólo si la rugosidad de la superficie se mantiene baja y la aplicación no requiere una pureza ultra alta. Una menor rugosidad de la superficie y un mínimo de impurezas mejoran aún más la resistencia a los ácidos, como se observa en estudios sobre compuestos de resina y hormigones geopolímeros.
La selección del material debe tener en cuenta tanto la inercia química como la resistencia térmica requeridas por el proceso.
En resumen, tenga en cuenta estas directrices de composición para el procesado con ácido:
Tubos de cuarzo: Lo mejor para ácido >50% o >100°C, y para necesidades de pureza ultra alta.
Vidrio de borosilicato: Adecuado para ácido 30-50% y <90°C, si la superficie es lisa y la pureza no es crítica.
La baja rugosidad de la superficie y las impurezas mínimas mejoran la resistencia a los ácidos
Análisis del coste total: Composición de cuarzo que proporciona 50-70% Menor TCO a pesar del mayor precio unitario
El coste total de propiedad (TCO) depende tanto del coste inicial del material como del rendimiento a largo plazo. Los tubos de cuarzo pueden costar más por unidad, pero su inercia química y su resistencia térmica permiten una vida útil mucho más larga y menos sustituciones. Los datos de más de 650 instalaciones demuestran que los tubos de cuarzo en ácido nítrico concentrado a 120 °C duran entre 10.000 y 15.000 horas, mientras que las alternativas de borosilicato requieren sustitución tras sólo 800-1.500 horas.
Al calcular el coste total de propiedad, los ingenieros deben tener en cuenta no sólo el precio de compra, sino también la mano de obra de instalación, el tiempo de inactividad del proceso y la frecuencia de mantenimiento. Los tubos de cuarzo suelen ofrecer un coste total de propiedad 50-70% inferior en entornos de alta acidez y alta temperatura, aunque su precio unitario sea más elevado. Esta ventaja de costes se acentúa en aplicaciones en las que la pureza y la fiabilidad son esenciales, como la fabricación de semiconductores.
A continuación figura un resumen de los factores de rentabilidad:
Material | Coste inicial | Vida útil (horas) | Frecuencia de sustitución | TCO (relativo) |
|---|---|---|---|---|
Tubo de cuarzo | Alta | 10,000-15,000 | Bajo | Más bajo |
Tubo de borosilicato | Moderado | 800-1,500 | Alta | Más alto |
La resistencia química de los tubos de cuarzo destaca por su estructura atómica única, la ausencia de iones modificadores y la calidad superior de su superficie. Los ingenieros ven que el cuarzo no reacciona con la mayoría de los productos químicos, lo que lo hace ideal para manipular ácidos y álcalis corrosivos. Los tubos de vidrio, con su contenido en sodio y boro, permiten que los ácidos creen puntos débiles y provoquen una pérdida de resistencia a la erosión química más rápida.
Los tubos de cuarzo mantienen su resistencia química en entornos agresivos.
La ausencia de iones modificadores evita reacciones no deseadas.
La calidad y pureza de la superficie garantizan un rendimiento fiable a lo largo del tiempo.
Las pruebas normalizadas ayudan a los ingenieros a comparar materiales y seleccionar el tubo adecuado para la fiabilidad y pureza del proceso. Con esta información y los datos de las pruebas, pueden tomar decisiones informadas para cualquier aplicación de procesamiento de ácidos.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Por qué los tubos de cuarzo duran más que los de vidrio en el tratamiento de ácidos?
Los tubos de cuarzo duran más porque su estructura atómica sólo contiene silicio y oxígeno. Esta estructura impide que los ácidos encuentren puntos débiles, a diferencia del vidrio, que contiene sodio y calcio. Estos elementos en el vidrio crean vías para el ataque de los ácidos, provocando una degradación más rápida. El rendimiento de los tubos de vidrio de cuarzo se mantiene estable incluso tras miles de horas en ácidos agresivos.
Los ingenieros ven una vida útil más larga, menos sustituciones y menores costes de mantenimiento con los tubos de cuarzo.
Los tubos de cuarzo resisten el ataque de los ácidos hasta 500 veces mejor que el vidrio en algunos entornos.
Los tubos de vidrio suelen requerir una sustitución tras 1.000 horas, mientras que los de cuarzo pueden durar más de 10.000 horas.
¿Por qué el contenido de sodio en el vidrio aumenta la vulnerabilidad a los ácidos en comparación con los tubos de cuarzo?
El sodio en el vidrio actúa como modificador de la red, haciendo que la estructura sea menos densa. Los ácidos intercambian iones de hidrógeno por iones de sodio, lo que debilita el vidrio y acelera la corrosión. Los tubos de cuarzo, casi sin sodio, no permiten este intercambio, por lo que los ácidos no pueden penetrar tan fácilmente. Esta diferencia explica por qué los tubos de vidrio de cuarzo superan a los de vidrio en resistencia a los ácidos.
Material | Contenido en sodio | Resistencia al ácido |
|---|---|---|
Tubos de cuarzo | <0,01% | Muy alta |
Vidrio | 4-14% | Bajo |
¿Por qué el óxido de boro en el vidrio es un problema para la pureza en aplicaciones de semiconductores?
El óxido de boro en el vidrio puede lixiviarse en los fluidos de proceso durante la exposición al ácido. Esta lixiviación introduce contaminación por boro, lo que perturba la fabricación de semiconductores y reduce el rendimiento de los productos. Los tubos de cuarzo no contienen óxido de boro, por lo que mantienen unos niveles de pureza muy elevados. Los ingenieros de semiconductores prefieren las soluciones de tubos de vidrio de cuarzo para el control de la pureza crítica.
Los tubos de cuarzo eliminan el riesgo de contaminación por boro en procesos sensibles.
Los tubos de vidrio con óxido de boro pueden causar hasta 73% más casos de contaminación.
El uso de tubos de vidrio de cuarzo mejora el rendimiento y reduce los costosos tiempos de inactividad.
¿Por qué la calidad de la superficie afecta a la resistencia química de los tubos de cuarzo y el vidrio?
La calidad de la superficie determina cómo interactúan los ácidos con el material del tubo. Las superficies rugosas o agrietadas de los tubos de vidrio o cuarzo crean lugares donde los ácidos pueden iniciar la corrosión. Los tubos de cuarzo pulido con baja rugosidad superficial resisten mucho mejor el ataque de los ácidos que los tubos de vidrio rugoso. Los fabricantes recomiendan acabados de tubos de vidrio de cuarzo con Ra <0,4 μm para obtener los mejores resultados.
Acabado superficial | Resistencia al ácido | Recomendado para el tratamiento de ácidos |
|---|---|---|
Tubos de cuarzo pulido | Más alto | Sí |
Vidrio en bruto | Bajo | No |
¿Por qué son importantes las pruebas normalizadas a la hora de comparar la resistencia a los ácidos de los tubos de cuarzo y el vidrio?
Pruebas normalizadas como ISO 695 y ASTM C225 proporcionan datos fiables sobre el comportamiento de los tubos de cuarzo y el vidrio frente a los ácidos. Estas pruebas miden la pérdida de peso y los cambios en la superficie tras la exposición al ácido. Los ingenieros utilizan estos datos para predecir la vida útil y seleccionar el material adecuado. Los resultados de los tubos de vidrio de cuarzo muestran sistemáticamente una resistencia al ácido superior a la del vidrio.
Las pruebas normalizadas garantizan una comparación justa entre los tubos de cuarzo y los de vidrio.
Los tubos de cuarzo cumplen la clase de resistencia hidrolítica más alta (HGA 1).
El vidrio suele entrar en las clases inferiores debido a la mayor pérdida de peso en los ácidos.
