เส้นใยควอตซ์ผลิตขึ้นโดยใช้ทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (โดยมี SiO₂ เป็นส่วนประกอบ)₂เนื้อหาของ≥โดยใช้วัตถุดิบหลักคืออะลูมิเนียมซัลเฟต (99.95%) ผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การหลอม การดึง การปรับสภาพพื้นผิว และการขึ้นรูปคอมโพสิต 

เป็นวัสดุเส้นใยอนินทรีย์ชนิดพิเศษที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวหลายประการ ได้แก่ ทนต่ออุณหภูมิสูง การสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำ ฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีมาก อุณหภูมิใช้งานต่อเนื่องสูงถึง 1200 องศาเซลเซียส°C โดยมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงสุดในระยะสั้นเกิน 1600°ซี;

 ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกยังคงที่อยู่ที่ 3.7±0.1 ค่าแทนเจนต์การสูญเสียไดอิเล็กทริก (tanง) มีค่าน้อยกว่า 0.001 และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำเพียง 0.5×10⁻⁶/°ค. ด้วยเหตุนี้ จึงมีสถานะที่ไม่อาจทดแทนได้ในด้านสภาพแวดล้อมสุดขั้วและอุปกรณ์ระดับสูง

กระบวนการผลิตเส้นใยควอตซ์: การควบคุมขั้นตอนการให้ความร้อนอย่างแม่นยำ

การผลิตเส้นใยควอตซ์ประกอบด้วยขั้นตอนหลัก 6 ขั้นตอน ได้แก่ การทำให้วัตถุดิบบริสุทธิ์ การดึงเส้นใยด้วยความร้อน การเตรียมเส้นใยเบื้องต้น การปรับเปลี่ยนพื้นผิว การขึ้นรูปคอมโพสิต และกระบวนการหลังการผลิต

1. การทำให้บริสุทธิ์ของวัตถุดิบเส้นใยควอตซ์และการดึงขึ้นรูปด้วยความร้อน: การสร้างรากฐานที่มั่นคงเพื่อประสิทธิภาพ

ในระหว่างขั้นตอนการทำให้วัตถุดิบบริสุทธิ์ ปริมาณสิ่งเจือปนจะถูกตรวจสอบ—เช่น Fe₂เดอะ₃และอัล₂เดอะ₃—ปริมาณสารปนเปื้อนในทรายควอตซ์ต้องถูกควบคุมให้ต่ำกว่า 50 ppm เพื่อป้องกันไม่ให้สารปนเปื้อนเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติการทนความร้อนสูงและการเป็นฉนวนไฟฟ้าของเส้นใย 

กระบวนการดึงขึ้นรูปด้วยการหลอมใช้วิธีการแบบใช้เบ้าหลอมหรือวิธีการเป่าขึ้นรูป โดยทรายควอตซ์บริสุทธิ์จะถูกหลอมให้เป็นของเหลวภายในเตาเผาอุณหภูมิสูงเกิน 2000 องศาเซลเซียส°จากนั้นจึงดึงเส้นใยด้วยความเร็วสูงผ่านหัวฉีด (โดยมีความเร็วในการดึงสูงถึง 1000)–(1500 เมตร/นาที) เพื่อสร้างมัดเส้นใยต่อเนื่องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 3 ถึง 15มม.

2.ขั้นตอนการแปรรูปความร้อนหลักของเส้นใยควอตซ์: การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดของประสิทธิภาพ

ขั้นตอนการเตรียมเส้นใยก่อนใช้งานนั้นเน้นที่การให้ความร้อน การทำให้แห้ง และการกระตุ้นพื้นผิว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่กลุ่มเส้นใยในช่วงอุณหภูมิ 280 องศาเซลเซียส–350°ซี. 

วัตถุประสงค์คือการกำจัดความชื้นที่ดูดซับอยู่บนพื้นผิวของเส้นใย (ลดปริมาณความชื้นให้ต่ำกว่า 0.05%) ในขณะเดียวกันก็เพิ่มกิจกรรมบนพื้นผิวของเส้นใย ซึ่งจะเป็นการวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและการแปรรูปวัสดุคอมโพสิตเรซินในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนการขึ้นรูปคอมโพสิตมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเปลี่ยนเส้นใยควอตซ์ให้เป็นวัสดุคุณภาพสูง โดยขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ เส้นใยควอตซ์จะต้องถูกผสมกับวัสดุต่างๆ เช่น เรซินอีพ็อกซี โพลีอิไมด์ หรือเมทริกซ์เซรามิก

ขั้นตอนหลังการประมวลผลส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการรีดผิวและการอบ/การแข็งตัว โดยการใช้เครื่องรีดผิวแบบพิเศษและลูกกลิ้งความร้อนที่ปรับแต่งเอง ความเรียบของพื้นผิววัสดุคอมโพสิตจะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น (ความหยาบของพื้นผิว Ra < 0.8 μm) ในขณะเดียวกัน การควบคุมการอบอย่างแม่นยำช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของขนาดวัสดุ (ความเบี่ยงเบนของขนาด < 0.1%)

ขอบเขตการใช้งานหลักของเส้นใยควอตซ์: การเจาะตลาดกลุ่มผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์อย่างลึกซึ้ง-หาใครมาแทนไม่ได้จริงๆ

ด้วยประสิทธิภาพที่โดดเด่นและครอบคลุม เส้นใยควอตซ์จึงได้แทรกซึมเข้าสู่สี่สาขาหลัก ได้แก่ อวกาศ อิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีสารสนเทศ อุตสาหกรรมอุณหภูมิสูง และการแพทย์และการปกป้องสิ่งแวดล้อม 

เทคโนโลยีนี้มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์และการใช้งานเฉพาะทาง ในขณะที่การขยายขอบเขตการใช้งานอย่างต่อเนื่องก็ผลักดันให้เกิดการพัฒนาปรับปรุงกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่องเช่นกัน