石英玻璃
石英玻璃是由各种纯净的天然石英(如水晶、
石英砂等)熔化制成。线膨胀系数极小,是普通玻璃的1/10-1/20,有很好的抗热震性。它的耐热性很高,经常使用温度为1100~ 1200摄氏度,短期使用温度可达1400摄氏度。石英玻璃主要用于实验室设备和特殊高纯产品的提炼设备。由于它具有高的光谱透射,不会因辐射线损伤(其他玻璃受辐射线照射后会发暗),因此也是用于宇宙飞船、风洞窗和分光光度计光学系统的理想玻璃。
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二氧化硅单一
组分的特种工业技术
玻璃。这种玻璃硬度大可达莫氏七级,具有耐高温、
膨胀系数低、耐热震性、
化学稳定性和电绝缘性能良好,并能透过紫外线和红外线。除
氢氟酸、热磷酸外,对一般酸有较好的
耐酸性。按透明度分为透明和不透明两大类。按
纯度分为高纯、普通和掺杂三类。用水晶,
硅石,
硅化物为原料,经高温熔化或化学气相沉积而成。熔制方法有电熔法、气炼法等。
- 中文名
- 石英玻璃
- 外文名
- quartz glass;silica glass等
- 类 别
- 无机化合物
- 化学式
- SiO2
- 分子量
- 60.084
- 颜 色
- 分为透明和不透明两大类
- 透明度
- 透明度分为透明和不透明两大类
- 应 用
- 制作半导体,电光源器等
- 分 布
- 广泛存在于自然界
基本概述
简介
石英玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料,其微观结构是一种由二氧化硅四面结构体结构单元组成的单纯网络,由于Si-O化学键能很大,结构很紧密,所以石英玻璃具有独特的性能,尤其透明石英玻璃的光学性能非常优异,在紫外到红外辐射的连续波长范围都有优良的透射比。
石英玻璃采用高纯度的硅砂作为原料,制作的传统方法是熔融-淬灭方法(加热材料到熔化温度,然后快速冷却到玻璃的固态相);制作超高纯度和紫外透射比的透明玻璃需硅的汽化、氧化成二氧化硅并加热溶解等过程。
形成用途
石英玻璃的形成是由于其熔体高温黏度很高引起的结果。用于制作半导体、电光源器、半导通信装置、
激光器,光学仪器,实验室仪器、电学设备、
医疗设备和耐高温耐腐蚀的
化学仪器、化工、电子、冶金、建材以及国防等工业,应用十分广泛。
石英玻璃
定义
石英玻璃是一种只含二氧化硅单一成份的
特种玻璃。由于种类、工艺、原料
石英玻璃
的不同,国外常常叫做硅酸玻璃、石英玻璃、
熔融石英、熔凝石英、合成熔融石英,以及没有明确概念的透明、半透明、不透明
石英等。我国统称石英玻璃,多按工艺方法、用途及外观来分类,如电熔透明石英玻璃、连熔石英玻璃、气炼透明石英玻璃、合成石英玻璃、不透明石英玻璃、光学石英玻璃、半导体用石英玻璃、电光源用石英玻璃等。人们习惯于用“石英”这样一个简单的词汇来命名这种材料,这是绝对不妥的,因为“石英”是二氧化硅结晶态的一种通称,它与玻璃态二氧化硅在理化性质上是有区别的。
化学性质
石英玻璃是用天然结晶石英(水晶或纯的硅石),或合成硅烷经高温熔制而成
石英玻璃
。熔融后的产品具有极好的加工性能,在极高的粘度范围内,可以将管和棒进行有如普通玻璃细工一样的热加工,还可以用金刚石或
碳化硅制成的磨具进行高速机械加工,从而制成各种复杂形状的仪器和特种制品。石英玻璃的性能主要取决于它的纯度,其次是工艺过程或热工制度。微量杂质的存在将给石英玻璃的使用性能带来重大的影响;同时由于工艺过程或热工制度的稍有疏忽,将给外观质量带来多种多样的缺陷,产生大量的废次产品。
概述
纯度是石英玻璃的重要指标,对理化性能和使用性能影响甚大,如失透性、高温
石英玻璃
强度、
软化点、光的传导、热稳定性、化学稳定性、
耐辐射性、荧光特性等;此外,用于半导体工业的石英玻璃,对纯度的要求更为苛刻,微量的杂质将给
半导体材料的电性能和寿命以及集成度带来严重的影响。由于半导体材料的纯度要求控制在ppb数量级以下,因此石英玻璃则应控制在PPm数量级以适应半导体工业的需要。B的分凝系数近于1,最难除掉,是最有害的杂质之一,Cu、Fe、Ti等影响半导体的少子寿命,K、Na、Li是
单晶材料产生微缺陷的有害杂质。
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