Grands tubes capillaires en silice fondue à paroi mince ID SiO2 Biomédical Semiconducteur

Tubes capillaires en silice fondue SiO2 pour applications biomédicales et semi-conducteurs ultra-fins

Introduction de Tubes capillaires en silice fondue SiO2

Les tubes capillaires en silice fondue à grand alésage et à paroi mince sont des structures creuses en verre de haute précision fabriquées à partir de dioxyde de silicium amorphe (SiO₂). Contrairement aux tubes en silice fondue standard ou aux micro-capillaires, ces tubes spéciaux combinent un grand diamètre interne (généralement de 1 mm à 10 mm ou plus) avec une paroi exceptionnellement mince (jusqu'à 0,1 mm). Cette géométrie unique offre une résistance minimale aux fluides, un poids de matériau réduit et une clarté optique améliorée, tout en préservant la stabilité chimique et thermique supérieure de la silice fondue.

Ces capillaires sont utilisés dans le transfert de gaz et de liquides à haut débit, le guidage de faisceaux laser, les cellules d'écoulement spectroscopiques, les systèmes de transport de plasma et de vide, et d'autres applications où l'espace interne et la transparence des parois sont essentiels.

Principe de fabrication Tubes capillaires en silice fondue SiO2

1. Source de matériau de haute pureté

La production commence par de la silice fondue ultra-pure synthétisée par hydrolyse à la flamme ou dépôt chimique en phase vapeur (CVD), garantissant une faible teneur en métaux et une transmission UV-VIS élevée.

2. Préparation de la préforme de précision

Une préforme à grand diamètre et à paroi mince est préparée soit en déposant des couches de silice sur un mandrin rotatif (FHD/CVD), soit par alésage mécanique de verre de silice en vrac.

3. Étirage contrôlé du tube

La préforme est chauffée dans un four propre à haute température (>2000°C) et soigneusement étirée en tubes capillaires. Pour obtenir des parois minces avec de larges alésages, les ingénieurs régulent :

• la tension d'étirage,
• la pression interne de l'alésage(positive ou vide), et
• la vitesse d'étirage(très précise, souvent inférieure à 0,5 mm/s).
• Des systèmes de rétroaction active maintiennent des rapports DI/DE et une concentricité stricts.

4. Dégagement des contraintes et nettoyage

Les capillaires sont recuits à des températures contrôlées pour éliminer les contraintes internes causées par les gradients thermiques. Ils sont ensuite nettoyés à l'aide de systèmes à base d'acide ou d'eau ultra-pure pour éliminer les particules et la contamination ionique.

5. Traitement final

Les tubes peuvent être coupés au laser, biseautés ou polis. Les options incluent des extrémités polies au feu pour la clarté optique, ou des surfaces gravées chimiquement pour la compatibilité microfluidique.

Foire aux questions (FAQ) de Tubes capillaires en silice fondue SiO2

1. Quelle est la différence entre la silice et la silice fondue ?

La silice fait généralement référence au dioxyde de silicium (SiO₂) en général, y compris les formes cristallines comme le quartz et les formes amorphes comme le verre.
La silice fondue, d'autre part, est un type spécifique de silice non cristalline (amorphe) fabriqué en fondant du dioxyde de silicium de haute pureté. Elle a une dilatation thermique extrêmement faible, une excellente transparence aux UV et une pureté chimique supérieure, ce qui la rend idéale pour les applications optiques, semi-conductrices et analytiques haute performance.

2. Quels sont les avantages des colonnes capillaires en silice fondue par rapport aux colonnes en verre ou en métal ?

Les colonnes capillaires en silice fondue offrent plusieurs avantages clés :

• Inertie chimique plus élevée : Résistant aux acides, aux solvants et aux gaz réactifs.​
• Faible activité de surface : Réduit l'adsorption des échantillons et améliore la forme des pics en chromatographie.
• Flexibilité supérieure : Peut être enroulé sans se fissurer, contrairement au verre fragile.
• Résistance aux hautes températures : Tolère généralement 320 °C à 370 °C ou plus.
• Diamètre interne (DI) plus petit et parois plus minces, permettant une meilleure résolution et une analyse plus rapide en GC et CE.
• Transparent aux UV et à la lumière visible, utile pour la détection optique.

3. Comment couper la silice fondue ?

La silice fondue est coupée à l'aide d'une méthode de marquage et de rupture de précision. Le processus implique :

• L'utilisation d'un outil de traçage à pointe en céramique ou en diamant pour marquer légèrement la surface.
• L'application douce d'une tension jusqu'à ce que le tube se casse proprement le long de la ligne de marquage.
• Pour les tubes à parois très fines ou fines, la découpe au laser ou les outils de clivage de fibres peuvent être utilisés pour obtenir un bord plus lisse sans écaillage.
• Après la coupe, le polissage ou le polissage au feu peuvent être effectués pour préparer les extrémités pour les applications optiques ou fluidiques.

4. Qu'est-ce qu'un capillaire en silice fondue nu ?

Un capillaire en silice fondue nu fait référence à un tube en silice fondue qui n'a pas de revêtement interne ni de traitement de surface. Il s'agit essentiellement d'un tube en silice fondue brut, non traité, couramment utilisé dans :

• L'électrophorèse capillaire (CE), où les groupes silanol de surface interagissent avec les analytes ou les ions tampons.
• Les dispositifs microfluidiques et les systèmes analytiques personnalisés où les utilisateurs souhaitent appliquer leurs propres revêtements ou modifications de surface.
• Les capillaires nus sont généralement livrés avec des revêtements en polyimide à l'extérieur pour la protection mécanique, mais n'ont pas de phase stationnaire interne ni de modification.

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