Учёные Пермского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с Пермской научно-производственной приборостроительной компанией (ПНППК) разработали методику, которая позволяет сократить время термообработки кварцевого стекла для оптоволокна, микроэлектроники и лазерной техники в шесть раз. Об этом сообщили в пресс-службе университета.
Сверхчистое кварцевое стекло является основой каждого оптоволоконного кабеля. Современный способ его производства — золь-гель технология — требует преобразования жидкого раствора в твёрдый гель с последующей термообработкой при температурах свыше 1000 °C. Этот процесс длится более 60 часов и требует больших энергозатрат: одна плавка партии массой 100 кг потребляет около 3500–4000 кВт⋅ч. Любые отклонения в температурном режиме приводят к браку, а дефекты в исходном геле увеличивают время обработки.
Учёные нашли способ улучшить свойства геля на этапе его приготовления. Эксперименты показали, что добавление менее 0,1% водного аммиака и этилового спирта позволяет получить частицы диоксида кремния с меньшим количеством трещин и пор. Это сокращает термообработку при 1200 °C с 60 до 10 часов, при этом качество стекла остаётся прежним по плотности и пористости, отметила профессор кафедры механики композиционных материалов ПНИПУ Светлана Порозова.
Методика позволит снизить энергозатраты на 80% и ускорить производство, что особенно важно для электроники, телекоммуникаций, лазерной техники и навигационных систем. Исследование проводилось в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Быстрое и энергоэффективное производство кварцевого стекла может снизит себестоимость высокотехнологичных компонентов и расширит возможности применения материала в современных оптоволоконных сетях, лазерных системах и микроэлектронике, укрепляя технологическую независимость отрасли.