Кварцевое стекло характеризуется высокой прозрачностью в широком диапазоне спектра (от ультрафиолетового до инфракрасного), чистотой, высокой прочностью, термостойкостью и устойчивостью к лазерному и радиационному воздействию. Благодаря таким свойствам оно широко используется в оптике, фотоэлектронике, фотонике, лазерных технологиях, медицине, солнечной энергетике, аэрокосмической промышленности. Так, кварцевое стекло применяют в производстве линз, ламп, УФ-излучателей, оптических волокон, защитных покрытий и др.

Существует перспективная технология производства кварцевого стекла - золь-гель. Она предполагает перевод исходных растворов в ксерогель и его термическую обработку. Раствор (золь) состоит из частиц кварца. Загустевая, он превращается в ксерогель. Его высушивают до порошкообразного состояния, подвергают термообработке и плавят. Свойства материала контролируются на каждом этапе. К тому же данная технология более энергоэффективна в сравнении с традиционными.

Однако этап термообработки недостаточно изучен с точки зрения изменений ксерогеля. При этом он определяет физические, механические и химические параметры конечного продукта. Так, вследствие отклонений возможно образование неоднородностей и пузырьков, что особо критично для высокотехнологичных отраслей.

Новое исследование ПНИПУ было посвящено изучению изменений структуры ксерогеля под воздействием нагрева. Ученые нагревали материал от 300 до 1200⁰C и рассматривали его трансформацию с использованием анализатора Nova 1200e.

По результатам установлено последовательное уплотнение материала с повышением температуры: удельная поверхность сократилась с 848 м2/г при 300⁰C до 2,53 м2/г при 1200⁰C. Особо интенсивное закрытие пор начинается после 900⁰C, поэтому, по словам доцента кафедры Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов, интервал 900-1200⁰C особо важен.