石英玻璃简介、用途、物理、化学性能、使用须知

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石英玻璃简介

  石英玻璃(Quartz Glass)是二氧化硅单一成分的非石英舟晶态材料,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,所陶瓷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石英热溶解等过程。

  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石英管结果。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。

  高纯石英玻璃可制光导纤维。随着半导体技术的发展,石英玻璃被广泛的用于半导体生产的各项工序中。比如,直拉法把多晶转化成单晶硅;清洗时用的清洗槽;扩散时用的扩散管、刻槽舟;离子注入时用的钟罩等等。

  石英玻璃是二氧化硅单一成分的非石英舟晶态材料,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,所陶瓷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石英热溶解等过程。

  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石英管结果。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。

激光技术抛光 石英玻璃

  高纯石英玻璃可制光导纤维。随着半导体技术的发展,石英玻璃被广泛的用于半导体生产的各项工序中。比如,直拉法把多晶转化成单晶硅;清洗时用的清洗槽;扩散时用的扩散管、刻槽舟;离子注入时用的钟罩等等。

 

石英玻璃名词解释

  石英玻璃又名石英舟,石英玻璃是以含二氧化硅物石英管质,如水晶、硅石。四氧化硅为原料高温熔制而成。其二氧化硅含量比普通玻璃高得多,一般石英玻璃二氧化硅含量在99。999%。石英玻璃具有优异的光学性能,不仅可见光透光度特别好,而且透紫外线,红外线。

  石英舟又名石英玻璃,石英玻璃是以含二氧化硅物石英管质,如水晶、硅石。四氧化硅为原料高温熔制而成。其二氧化硅含量比普通玻璃高得多,一般石英玻璃二氧化硅含量在99。999%。石英玻璃具有优异的光学性能,不仅可见光透光度特别好,而且透紫外线,红外线。

  石英玻璃是良好的耐酸材料,除氢氟酸和300度以上的热磷酸外,在高温下,它能耐硫酸,硝酸,盐酸,王水,中性盐类,碳和硫等侵蚀,其化学稳定性相当于耐酸陶瓷的30倍,相当于镍铬合金和陶瓷的150倍,它耐陶瓷高温,耐热震,热膨胀系数特别小。

  石英 石英玻璃电学性能极佳,在常温下,它的电阻相当于普通玻璃的10倍,对全部频率的介电损失很微小,绝缘耐压强度大石英舟。

  石英玻璃还具有耐宇宙放射线,和不透原子核裂变产物的性质。

 

石英砂的精细提纯

  构成地壳的造岩氧化物中,60%是硅酸盐,石英舟主要以石英(结晶SiO。)形态存在。纯净的石英六方柱晶体称为水晶,自然界中数量较少,而大量存在的是硅石和硅砂。硅石是指以石英为主要成分的脉石英、石英岩、石英砂岩等。石英在建筑业、玻璃及玻璃制品工业、机械工业、陶瓷工业、化学工业以及耐火材料工业上有广泛的应用陶瓷。

  构成地壳的造岩氧化物中,60%是硅酸盐,石英舟主要以石英(结晶SiO。)形态存在。纯净的石英六方柱晶体称为水晶,自然界中数量较少,而大量存在的是硅石和硅砂。硅石是指以石英为主要成分的脉石英、石英岩、石英砂岩等。石英在建筑业、玻璃及玻璃制品工业、机械工业、陶瓷工业、化学工业以及耐火材料工业上有广泛的应用陶瓷。

  水晶根据其晶体大小和物理性质分为压电水晶、光学水晶和低质水晶三种。压电水晶具有压电性,可用于制造谐振器和滤波器等,是国防和电子工业的重要材料;光学水晶具有旋旋光性和对红外紫外线不吸收的特性,可制成各类光学仪器和镜片;低质水晶用石英以制造石英玻璃、石英管、石英器皿、石英灯及工艺装饰品等。

  作为玻璃生产主要原料的石英砂中,最有害的杂质是各种含铁物质,包括含铁黏土、黑云母、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿以及石英颗粒表面氧化铁薄膜等。 采用常规选矿方法,虽可除去绝大部分单体含铁矿物,但对石英砂粒表面氧化铁薄膜及裂隙内的铁染杂质,则难以除去。对于一些光学玻璃、仪器玻璃及某些特殊石英管玻璃,有时要求所用石英砂中SiO。含量达到99.9%甚至99.99%,含铁量低达0.01%~o.02 oA,甚至更低。这就需要用酸浸法对石英砂进行处理。

 

石英仪器的物理、化学性能

  石英玻璃是用二氧化硅制造的特种工业石英管技术玻璃,是一种非常优良的基础材料。石英玻璃具有一系列陶瓷优良的物理、化学性能,如:

  耐高温

  石英玻璃的软化点温度约1730℃,可在1100℃下长时间使用,短时间最高使用温度可达1450℃,

  耐腐蚀

  除氢氟酸外,石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应,其耐酸能力是陶瓷的30倍,不锈钢的150倍,尤其是在高温下的化学稳定性,是其他任何工程材料都无法比拟的。

  热稳定性好

  石英玻璃的热膨胀系数极小,能承受剧烈的温度变化,将石英玻璃加热至1100℃左右,放入常温水中也不会炸裂。

  透光性能好

  石英玻璃在紫外线到红外线的整个光谱波段都有较好的透光性能,可见光透过率在93%以上,特别是在紫外光谱区,最大透过率可达80以上。

  电绝缘性能好

  石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍,是极好的电绝缘材料,即使在高温下也具有良好的绝缘性能。

  石英玻璃由于具有上述优良石英的理化性能,因此被广泛的应用于电光石英管源、半导体、光通信、军工、冶金、建材、化学、机械、电力、环保等各个领域。

  

石英玻璃的用处

  石英玻璃主要用于电光源,半导体,光学新技术等方石英舟面。

  新型光源方面:做高压水银灯、长弧氙灯、碘钨灯、碘化铊灯、红外线灯和杀菌灯等。

  半导体方面:是半导体材料和器件生产过程中不可缺少的材料,如生长锗,硅陶瓷单晶的坩埚、舟皿炉芯管和钟罩等。

  在新技术领域中:用其声、光、电学的极佳性能、做雷达上的超声延迟线,红外跟踪测向,红外照像、通迅、摄谱仪、分光光石英度计的棱镜,透镜、大型天文望远镜的反射窗,高温作业窗、反应堆、放射性装置;火箭,导弹的鼻锥体,喷嘴和天线罩:人造卫星的无线电绝缘零件,辐射;热天秤,真空吸附装置,精密铸造等。

  石英舟还用于:化工、冶金、电工、科研等方面

  在化工方面:可做高温耐酸性气体的燃烧、冷却的和通风装置,酸性溶液的蒸发,冷却吸物收,贮存装置,蒸馏水,盐酸、硝酸、硫酸等的制备和其它物理化学实验用品。在高温业作方面:可做光学玻璃的,坩埚成荧光体客气,电炉炉芯管,气体燃烧辐射体,在光学方面:石英玻璃和石英玻璃石英管棉可作火箭的喷咀,宇宙飞船防热罩和观察窗等,总之,随着现代科学技术的发展,石英玻璃在各个领域方面得到更加广泛的应用。

  

日本开发石英玻璃储存数据技术 可保存1亿年!

  日本科技公司日立(Hitachi)发表全新的储存媒介,以石英玻璃制作,可耐高温与各种恶劣条件,储存数据可保存数亿年!国外媒体笑称,这样就能保证在数个世纪后,还能听到美国歌手鲍布迪伦或滚石乐团的经典好歌了。

  研究员鸟居和功表示,目前使用的CD或硬盘寿命仅数十年,不超过100年。信息爆炸的时代,使得硬盘必须不断读写,当然会折损使用寿命。「我们都曾经历过,辛苦搜集的资料无法挽回的问题。」显然意指已成为时代眼泪的摄影胶卷与黑胶唱片。

  日立研发以二进制法,透过在石英薄片上制造的小点来储存数据,储存的数据透过一般的光学显微镜即可读取。鸟居表示,只要计算机可读取二进制形式信息,即可使用该石英薄片。目前发表的原型有4层圆点,每平方吋的储存量高达4千万字节(megabytes),相当于1片音乐CD。

  这个石英薄片长宽仅2公分、厚2公厘,但石英玻璃材料高稳定、高弹性,不受化学物质侵蚀,不受无线电波影响,并可耐热高达1千度,至少2小时内仍无损其质量,更可以防水。「我们相信,除非这片玻璃破碎,不然储存的数据可以永久保存。」

 

石英玻璃使用须知

  各种石英玻璃都有一个最高使用温度,使用时不应超过此温度,否则会析晶或软化变形;

  1、石英玻璃制品是贵石英管重的材料,使用时必须轻拿轻放,十分小心;

  2、各种石英玻璃都有一个最高使用温度,使用时不应超过此温度,否则会析晶或软化变形;

  陶瓷 3。需高温使用的石英玻璃,使用前必须擦拭干净。可以用10%的氢氟酸或洗液浸泡,然后用高纯水清洗或酒精处理。操作时应戴细线手套,不允许用手直接触及石英玻璃;

  4、高温下允许连续使用石英玻璃制品,这对延长石英玻璃的寿命和提高耐温性能是有好处的。反之,高温下间歇使用石英玻璃制品,其使用次数是有限的;

  5、石英玻璃材质虽具有极高的热稳定性,可以经受剧烈的温差骤变。但实际使用时,由石英于残余应变和产品形状不同,热稳定性有一石英舟定的差别,使用时应加以注意;

  6、石英玻璃系酸性材料,高温使用时严格避免同碱性物质(如水玻璃、石棉、钾钠的化合物等)接触,否则将大大降低其抗结晶性能。