石英玻璃：簡介

石英玻璃石英玻璃管二氧化硅單一組分的玻璃。這種玻璃硬度大可達莫氏七級，具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐熱震性、化學(xué)穩(wěn)定學(xué)和電絕緣性能良好，并能透過紫外線和紅外線。除氫氟酸、熱磷酸外，對一般酸有較好的耐酸性。按透明度分為透明和不透明兩大類。按純度分為高純、普通和摻雜三類。用水晶，硅石，硅化物為原料,經(jīng)高溫熔化或化學(xué)氣相沉積而成。熔制方法有電熔法、氣煉法等。目錄基本概述純度失透性化學(xué)學(xué)能離子擴散及誘氣性電學(xué)學(xué)能光學(xué)學(xué)能熱學(xué)學(xué)能石英玻璃基本概述簡介夕卜文名稱：quartzglass；silicaglass；fusedquartz；fusedsilica；vycorglasses形成用途石英玻璃的形成是由于其熔體高溫黏度很高引起的結(jié)果。用于制作 半導(dǎo)體、電光源器、半導(dǎo)通信裝置、激光器，光學(xué)儀器，實驗室儀器、電學(xué)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和耐高溫耐腐飩的化學(xué)儀器、化工、電子、冶金、建材以及國防等工業(yè)，應(yīng)用十分廣泛。 高純石英玻璃可制光導(dǎo)纖維。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，石英玻璃被廣泛的用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的各項工序中。比如，直拉法把多晶轉(zhuǎn)化成單晶硅；清洗時用的清洗槽;擴散時用的擴散管、刻槽舟;離子注入時用的鐘罩等等。定義石英玻璃是一種只含二氧化硅單一成份的 特種玻璃。由于種類、工藝、原料石英玻璃的不同，國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，以及沒有明確概念的透明、半透明、不透明石英等。我國統(tǒng)稱石英玻璃，多按工藝方法、用途及外觀來分類，如電熔透明石英玻璃、連熔石英玻璃、氣煉透明石英玻璃、合成石英玻璃、不透明石英玻璃、光學(xué)石英玻璃、半導(dǎo)體用石英玻璃、電光源用石英玻璃等。人們習(xí)慣于用“石英”這樣一個簡單的詞匯來命名這種材料，這是絕對不妥的，因為“石英”是二氧化硅結(jié)晶態(tài)的一種通稱，它與玻璃態(tài)二氧化硅在理化性質(zhì)上是有區(qū)別的?；瘜W(xué)性質(zhì)石英玻璃具有極低的熱膨脹系數(shù)，高的耐溫性，極好的化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)良的電絕緣性，低而穩(wěn)定的超聲延遲性能，最佳的透紫外光譜性能以及透可見光及近紅外光譜性能，并有著高于普通玻璃的機械性能。因此它是近代尖端技術(shù)中空間技術(shù)、原子能工業(yè)、國防裝備、自動化系統(tǒng)，以及半導(dǎo)體、冶金、化工、 電光源、通訊、輕工、建材等工業(yè)中不可缺少的優(yōu)良材料之一。 石英玻璃是用天然結(jié)晶石英（水晶或純的硅石），或合成硅烷經(jīng)高溫熔制而成石英玻璃。熔融后的產(chǎn)品具有極好的加工性能，在其高的粘度范圍內(nèi)，可以將管和棒進行有如普通玻璃細工一樣的熱加工，還可以用金剛石或 碳化硅制成的磨具進行高速機械加工，從而制成各種復(fù)雜形狀的儀器和特種制品。石英玻璃的性能主要取決于它的純度，其次是工藝過程或熱工制度。微量雜質(zhì)的存在將給石英玻璃的使用性能帶來重大的影響；同時由于工藝過程或熱工制度的稍有疏忽，將給外觀質(zhì)量帶來多種多樣的缺陷，產(chǎn)生大量的廢次產(chǎn)品。純度概述純度是石英玻璃的重要指標，對理化性能和使用性能影響甚大，如失透性、高溫石英玻璃強度、軟化點、光的傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、 耐輻射性、熒光特性等；此外，用于半導(dǎo)體工業(yè)的石英玻璃，對純度的要求更為苛刻，微量的雜質(zhì)將給 半導(dǎo)體材料的電性能和壽命以及集成度帶來嚴重的影響。由于半導(dǎo)體材料的純度要求控制在 ppb數(shù)量級以下，因此石英玻璃則應(yīng)控制在 PPm數(shù)量級以適應(yīng)半導(dǎo)體工業(yè)的需要。B的分凝系數(shù)近于1,最難除掉，是最有害的雜質(zhì)之一，Cu、Fe、Ti等影響半導(dǎo)體的少子壽命，K、Na、Li是單晶材料產(chǎn)生微缺陷的有害雜質(zhì)。本公司為半導(dǎo)體工業(yè)服務(wù)已有 40余年的歷史，并始終致力于去除上述有害雜質(zhì)的研制工作。詳細表1石英玻璃的化學(xué)純度 名稱單位X10-4%AlFeCaMgTiCuMnNiPbSnCrBKNaLiOH 電熔石英玻璃 322.01.51.52.080.20.270.20.2<0.3<0.30.22.125.31<0.35 氣煉石英玻璃 160.921.50.41.00.010.05<0.3<0.3<0.3<0.30.21.491.67<0.3400電弧石英玻璃10.40.30.60.31.350.05<0.05<0.3<0.03<0.03<0.03<0.10.71.01.027 合成高純石英玻璃 0.370.310.270.040.030.030.01<0.03<0.03<0.03<0.030.020.50.5<0.031200 紅外光學(xué)石英玻璃351.452.681.321.060.220.07<0.03<0.03<0.03<0.030.32.23<0.35紫外光學(xué)石英玻璃 3.90.43.51.20.450.10.020.060.040.020.030.10.51.50.051200 不透明石英玻璃 567.415.31.571.50.20.1失透性去透（又叫析晶性）是石英玻璃的一個固有缺陷，從 熱力學(xué)觀點看，石英玻璃石英玻璃的內(nèi)能高于結(jié)晶態(tài)方石英，屬熱力學(xué)上不穩(wěn)定的亞穩(wěn)態(tài)，當溫度高于1000°C時，SiO2分子振動加速，經(jīng)一段較長時間的重新排列、定向便形成 結(jié)血。失透性是以晶核成長速度來表示的，不透明石英玻璃在1520C、透明石英玻璃在1620°。析晶速度分別達到最大值。 析晶主要出現(xiàn)在表面，其次是內(nèi)部缺陷處，原因是這些地方容易沾污，引起雜質(zhì)離子的局部集聚，特別是堿離子（如 K、Na、Li、Ca、Mg等）進入網(wǎng)絡(luò)后引起粘度降低，促使失透加速。 由于石英玻璃的熱膨脹系數(shù)和比重同析晶產(chǎn)物 P-方石英相近，所以在高溫下連續(xù)使用時，盡管析晶區(qū)不斷擴大，但體積變化并不明顯，仍可滿意地繼續(xù)使用，此時尚可減輕玻璃的塑性變形，使耐火度提高。當析晶產(chǎn)物冷卻到800C時，則出現(xiàn)細小的龜裂網(wǎng)絡(luò)。繼續(xù)冷卻到 200-275C時，則出現(xiàn)方石英從高溫型到低溫型（即P-方石英一a-方石英）的結(jié)構(gòu)變化，并伴隨著發(fā)生體積聚變，如果析晶層很深，則石英玻璃亦隨之破裂。由于析晶常常出現(xiàn)在有雜質(zhì)的地方，所以高溫使用前的表面狀態(tài)及周圍耐火材料、氣氛十分重要。有關(guān)使用石英玻璃時注意事項后面還要介紹?；瘜W(xué)性能石英玻璃屬酸性材料，除氫氟酸和熱磷酸外，對其它任何酸均表現(xiàn)為 惰性，是最好的耐酸材料。在常溫下堿和鹽對石英玻璃的腐蝕程度也是極微的，因此不排除在這些試劑中使用石英玻璃。 透明石英玻璃比不透明石英玻璃具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性，這是因為后者由于氣泡的存在暴露在腐蝕液中的表面積增加所致。 表2各種溶液侵蝕石英玻璃的重量損耗 溶液名稱濃度（比重）溫度（C）浸蝕時間（小時）重量損耗（克/米2）透明石英玻璃不透明石英玻璃 鹽酸1.1960240.0340.16硝酸1.40115240.110.15硫酸1.84205240.060.13氫氟酸38%室溫（22C）2259.39379.80 磷酸20015微量3001558.00氫氧化鈉1%10120.805.15 氫氧化鉀1%9820.684.63 氫氧化銨25%6520.090.33氯化鈉10%10220.140.34碳酸鈉10%10221.204.99離子擴散及透氣性石英玻璃的結(jié)構(gòu)十分松弛，甚至在高溫下還允許某些氣體的離子通過網(wǎng)絡(luò)進行擴散，其中以鈉離子的擴散為最快。石英玻璃的這一性能對于使用者尤為重要，例如，半導(dǎo)體工業(yè)用石英玻璃作為高溫容器或擴散管時，由于半導(dǎo)體材料要求很高的純度，所以要求與石英玻璃接觸的作為爐襯的耐火材料必須預(yù)先經(jīng)過高溫和清潔處理，除掉鋰、鈉等堿性雜質(zhì)，然后才能放入石英玻璃內(nèi)使用。各種 離子在石英玻璃中的擴散系數(shù)見表3表3各種離子在石英玻璃中的擴散系數(shù) 透明石英玻璃合成石英玻璃Na+2x10-45x10-5 Ca2+2x10-8 Al3+<10-12<10-12 Ag+10-510-7注： 1.在1100。。下的擴散系數(shù) 2.單位：厘米2/秒 在常溫下，可以認為石英玻璃是不透氣的，在高溫（例如700°C）下，某些氣體的透氣常數(shù)也很小。因此可以用在高溫高真空裝備中。石英玻璃的透氣常數(shù)及用石英玻璃作容器連續(xù)抽真空所的最高真空度見表4、表5. 表4石英玻璃容器連續(xù)抽真空所獲得的最高真空度（實驗條件）種類真空度（毫米汞柱）及溫度（C） 20900透明石英玻璃3.7x10-67.0x10-6 不透明石英玻璃1x10-57.4x10-6 表5石英玻璃的透氣常數(shù)K氣體透氣常數(shù)K200C400C600C700C800C900C1000C 氦1.396.1516.421.928.536.245.4氫0.0220.371.432.524.256.4010.00氘（重氫）17氖2.84.2氬<10-15氧<10-15氮<10-15單位：x10-10厘米毫米/秒.厘米2乇（在標準壓力下）電學(xué)性能表6石英玻璃的電性能 性能名稱電性能指標及種類 透明石英玻璃不透明石英玻璃 耐擊穿電壓（仟伏/毫米）室溫>30>16 500C117.6介電常數(shù)（106赫）￡=3.7 ￡=3.5介電損耗tg5（50周/秒）0.00030.001 電阻（歐姆.厘米）20C1x10191x1015 500C3x1081x107 1000C1x1063x104石英玻璃具有很高的介電強度和極低的導(dǎo)電率，即是在高溫、高壓和高頻下，仍能保持很高的介電強度和電阻，在所應(yīng)用的頻帶內(nèi)幾乎沒有介電損耗，因此石英玻璃是優(yōu)良的高溫介電絕緣材料。光學(xué)性能石英玻璃的光學(xué)性能有其獨到之處，它既可以透過遠紫外光譜，是所有透紫外材

料最優(yōu)者，又可透過可見光和近紅外光譜。用戶可以根據(jù)需要，從 185-3500mg波段范圍內(nèi)任意選擇所需品種。由于石英玻璃耐高溫，熱膨脹系數(shù)極小，化學(xué)熱穩(wěn)定性好，氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學(xué)玻璃媲美，所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩(wěn)定度光學(xué)系統(tǒng)的必不可少的光學(xué)材料。 石英玻璃的結(jié)構(gòu)，雜質(zhì)含量，OH基因及NO、CO等含量是影響光譜透過率的主要因素，氧原子結(jié)合不良在0.2卻處則有吸收峰，含有OH基團的石英玻璃，在2.7g處由于分子振動將產(chǎn)生明顯的吸收峰，紫外透過率低主要是由于金屬雜質(zhì)多造成原子吸收光譜所致。石英玻璃的光譜特性曲線 電熔石英玻璃是很好的透紅外材料，但由于雜質(zhì)的存在，紫外透過率低。氫氧焰熔制水晶所獲得的石英玻璃，由于氧結(jié)構(gòu)缺陷，在 0.24g處有吸收峰，同時含有OH基團，所以紅外透過極低。用合成原料氣煉的高純光學(xué)石英玻璃是最好的透紫外材料，但在2.7g處有嚴重的OH吸收峰。只有用合成原料通過電熔或無氫火焰熔融而成的光學(xué)石英玻璃，才能很好地透過從遠紫外到近紅外的 連續(xù)光譜。石英玻璃的折射室及光學(xué)常數(shù)見表7、表8. 表7光學(xué)石英玻璃的折射率（之一）波

長（毫微米）水晶熔制石英玻璃合成石英玻璃1.56071- 202.541.547291.54717 206.201.542691.54266185.411.57464193.53213.85-1.53434214.451.53385-226.501.523181.52299232.941.51834-237.83-1.51473248.20-1.50841250.201.50762-257.621.503971.50351265.36-1.49994274.871.49634-280.35-1.49403289.36-1.49098298.061.488591.48837307.59-1.48575313.17-1.48433328.361.48183334.15-1.47976340.361.478771.47860346.691.477661.47748361.171.475131.47503365.48-1.47448398.841.47028-404.65-1.46961435.831.466791.46669486.131.463241.46314546.07656.271.45646(之二)1.460211.460071.45637注：測量誤差：波長從微米）折射率波長1.4469800.681.4558181.401.445845表7從微米）折射率0.691.455579±3x10-5587.561.458571.45847長（毫微米）水晶熔制石英玻璃合成石英玻璃1.56071- 202.541.547291.54717 206.201.542691.54266185.411.57464193.53213.85-1.53434214.451.53385-226.501.523181.52299232.941.51834-237.83-1.51473248.20-1.50841250.201.50762-257.621.503971.50351265.36-1.49994274.871.49634-280.35-1.49403289.36-1.49098298.061.488591.48837307.59-1.48575313.17-1.48433328.361.48183334.15-1.47976340.361.478771.47860346.691.477661.47748361.171.475131.47503365.48-1.47448398.841.47028-404.65-1.46961435.831.466791.46669486.131.463241.46314546.07656.271.45646(之二)1.460211.460071.45637注：測量誤差：波長從微米）折射率波長1.4469800.681.4558181.401.445845表7從微米）折射率0.691.455579±3x10-5587.561.458571.45847'光學(xué)石英玻璃的折射率1.300.671.4560661.501.4446870.701.4553471.601.4434920.801.4533711.701.4422500.901.4518081.801.4409541.001.4504731.901.4399571.101.4402612.001.4381741.201.4481102.101.4366802.201.4351112.901.4216842.301.4334623.001.419372.401.4317303.101.416942.501.4299113.201.414402.603.301.411731.428001表8石英玻璃的光學(xué)常數(shù)璃Nd(He587.56mg)Nc(H656.27mg)1.456461.45637色散：Nf-Nc0.006780.006772.701.4259953.40指標及品種1.4587項目1.458571.40893 2.801.4238913.501.40601水晶熔制石英玻璃合成石英玻Nf(H486.13mg) 1.463241.46314中部色散系數(shù)V=(Nd-1)/(Nf-Nc)67.667.7基本資料石英玻璃的熱膨脹系數(shù)小，為5.5x10-7/C,只有普通玻璃的1/12?1/20.部標準規(guī)定將試樣灼燒到1200。。后急速投到冷水中，反復(fù)三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入適量鈦元素后還可做成零膨脹系數(shù)的材料，在激光技術(shù)、天文和尖端技術(shù)中已得到應(yīng)用。詳細信息透明石英玻璃的膨脹系數(shù)是溫度的函數(shù)： a0,t=1/L0x（Lt-L0）/t式中：L0=溫度0C時的長度Lt=溫度tC時的長度t=攝氏溫度 石英玻璃的粘度，導(dǎo)熱率、比熱及使用溫度等見表9,10,11,12,13. 表9石英玻璃的粘度（應(yīng)變點、退火點、軟化粘度（Ign,泊）水晶石英玻璃 合成石英玻璃 應(yīng)變點14.5退火點13.01140C±251120C±25點)與溫度的關(guān)系1075°C±251025°C±251600C±40系數(shù)0.003310.004470.00534熱-1000.112點)與溫度的關(guān)系1075°C±251025°C±251600C±40系數(shù)0.003310.004470.00534熱-1000.112-0.2200.218溫度（C）導(dǎo)熱系數(shù)卡/厘米.秒.C透明石英玻璃0.002970.004531000溫度（C比熱（卡/克.C）00.168- 201000.003670.00345 2000.003940.00386 1000.003670.00345 2000.003940.00386 :500-- 6000.004840.00503 700--0.005470.00550 12000.005810.00569表11透明石英玻璃不透明石英玻璃0.2130.205 100-- 2000.2135000.2240.237 6000.2400.242軟化點7.61730C±40表10石英玻璃的導(dǎo)熱不透明石英玻璃 20300-- 4008000.00514石英玻璃的比-2500.007-，0.205 3007000.2500.247 8000.260- 10000.273- 1200--表12石英玻璃的使用溫度使用狀況最大連續(xù)工作溫度最大短期工作溫度水晶熔制石英玻璃1100°C1300C 合成石英玻璃950C1200C 不透明石英玻璃 800C1000C表13石英玻璃與其它材料熱膨脹值的比較（1米長試樣的膨脹值） 材料0?500C（mm）0?1000C（mm）熱膨脹值的比較（0?500C,倍） 石英玻璃0.270.481硬質(zhì)玻璃1.8-6.7平板玻璃5.0-18.3 高鋁磚4.07.914.8碳化硅材料2.34.58.5銅9.0-31.5炭素鋼7.014.925.9機械性能簡介石英玻璃的機械性能比硬質(zhì)玻璃和陶瓷都好，唯脆性較差。石英玻璃的理論計算強度很高，約為24x103MPa，但實際測得的強度要比這個數(shù)值低數(shù)十倍。影響強度的主要因素首先是玻璃的表面缺陷，特別是表面微裂紋的大小及深度影響最為明顯，細磨的石英玻璃試樣比粗磨的試樣，其抗折強度約增加 0.6倍；其次是內(nèi)在缺陷，例如，氣泡、雜質(zhì)、熔化不均以及殘余應(yīng)力等。 石英玻璃的強度隨著溫度的升高而增加，接近退火溫度時達到最大值。 石英玻璃的剪切模量、楊氏模量、阻尼、泊松比破壞模量一般均隨著溫度的升高而增加，硬度則隨著溫度的升高而降低。詳細信息表14石英玻璃管的破壞壓力 透明石英玻璃管不透明石英玻璃管管內(nèi)徑mm壁厚mm破壞壓力千克/厘米2管內(nèi)徑mm壁厚mm破壞壓力千克/厘米240.583152.515 51.0150579.010 72.02208011.013 81.010020013.07 92.019037014.03 101.070表15石英玻璃的物理機械性能性能單位機械性能 名稱透明石英玻璃不透明石英玻璃密度克/厘米32.212.06-2.184硬度莫氏5-75-6抗壓強度Mpa800-1000413.4-813.0抗折強度Mpa60-7040-60抗拉強度Mpa4935 抗沖擊強度公斤.厘米/厘米21.080.85彈性模量 （楊氏模量） 20CGpa77.872.5 50CGpa82.076.0900CGpa85.078.3 泊桑比:20C0.17 剛性率： 20CGpa34.131.0 500CGpa35.834.3 900CGpa36.935.3 縱波聲速米/秒5.72x103 超聲速度:縱米/秒5.95x103橫米/秒3.76x103超聲阻尼：縱克/厘米2.秒10.09橫克/厘米2.秒8.27使用須知1.石英玻璃制品是貴重的材料，使用時必須輕拿輕放，十分小心； 2.各種石英玻璃都有一個最高使用溫度，使用時不應(yīng)超過此溫度，否則會析晶或軟化變形；需高溫使用的石英玻璃，使用前必須擦拭干凈?？梢杂?0%的氫氟酸或洗液浸泡，然后用高純水清洗或酒精處理。操作時應(yīng)戴細線手套，不允許用手直接觸及石英玻璃；高溫下允許連續(xù)使用石英玻璃制品，這對延長石英玻璃的壽命和提高耐溫性能是有好處的。反之，高溫下間歇使用石英玻璃制品，其使用次數(shù)是有限的； 5.石英玻璃材質(zhì)雖具有極高的熱穩(wěn)定性，可以經(jīng)受劇烈的溫差驟變。但實際使用時，由于殘余應(yīng)變和產(chǎn)品形狀不同，熱穩(wěn)定性有一定的差別，使用時應(yīng)加以注意； 6.石英玻璃系酸性材料，高溫使用時嚴格避免同堿性物質(zhì)（如 水玻璃、石棉、鉀鈉的化合物等）接觸，否則將大大降低其抗結(jié)晶性能。■*/Tr_—一11r!@墨.目姓獨-M石英玻璃封面圖書信息書名：《石英玻璃》[1]市場價：￥29元作者：王玉芬劉連城出版社：化學(xué)工業(yè)出版社 上市日期：2007年1月開本：16開頁數(shù)：184頁ISBN編號：978-7-5025-9751-1內(nèi)容簡介由于具有一系列優(yōu)越性能，石英玻璃被廣泛用于光源、電子、光通訊、儀表、激光、航天、核技術(shù)和國防等領(lǐng)域。本書重點介紹石英玻璃的品種、原材料、制備與加工處理工藝、性能及應(yīng)用。詳細介紹了不同的天然、合成原料的加工工藝；電熔、氣煉、合成、等離子、摻雜石英玻璃的不同熔制工藝； 石英制品的熱加工、冷加工及熱處理方法；電弧法生產(chǎn)石英坩堝技術(shù)；石英玻璃纖維及石英玻璃棉生產(chǎn)技術(shù)；石英玻璃各種性能與測試方法及其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。讀者對象本書可供石英及相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)、科研人員以及大專院校有關(guān)師生閱讀。前言石英玻璃是應(yīng)用日益廣泛的高新技術(shù)材料，如半導(dǎo)體工業(yè)用石英玻璃坩堝、新型電光源用石英玻璃玻殼、光通訊用石英光導(dǎo)纖維、宇航工業(yè)用耐輻照石英玻璃、高溫環(huán)境下用耐高溫低膨脹石英玻璃等。 石英玻璃已成為近代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要材料。新材料領(lǐng)域的專家們把石英玻璃稱為“玻璃王”，無論從制造的高指標或工藝的復(fù)雜性，還是從其應(yīng)用場合的技術(shù)難度和“挑剔”要求來看，石英玻璃堪稱玻璃材料的“皇冠”。石英玻璃技術(shù)是近半個世紀隨著電子工業(yè)、光通訊技術(shù)和宇航技術(shù)的進步而發(fā)展起來的，現(xiàn)在已經(jīng)成為高新技術(shù)材料的一個新學(xué)科領(lǐng)域。 中國建筑材料科學(xué)研究總院石英與特種玻璃研究所在石英玻璃科學(xué)、制造工藝、應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)方向進行了三十余年的研究開發(fā)，為我國的工業(yè)現(xiàn)代化提供了該專業(yè)的技術(shù)和材料，石英玻璃的電熔工藝、氣煉工藝、化學(xué)氣相沉積工藝和等離子化學(xué)氣相沉積工藝都在這里誕生。 石英玻璃制造業(yè)界的人士和石英玻璃使用者一直希望能有一本專著作為技術(shù)工具，我們應(yīng)這個要求，集多年的積累編寫了此書，愿能夠?qū)I(yè)內(nèi)技術(shù)人員有所裨益。參加本書編寫的還有王友軍、 蘇英、向在奎、隋梅、歐陽葆華、呂艷萍、蔡承悌、金小寧、常寶茹、鄧家貴。書中許多內(nèi)容涉及學(xué)科前沿，由于作者水平所限，難免有不當之處，盼望讀者的批評指正。 王玉芬2006年11月15日于北京管莊目錄第1章概述1.1石英玻璃的品種1.2石英玻璃的性能1.2.1力學(xué)性能1.2.2熱學(xué)性能1.2.3光學(xué)性能1.2.4電學(xué)性能1.2.5化學(xué)性能1.2.6耐輻照性能1.3石英玻璃的應(yīng)用第2章石英玻璃用的原料 2.1天然水晶和硅石礦產(chǎn)資源分布2.1.1天然水晶原料的礦產(chǎn)資源概況 2.1.2硅石原料的礦產(chǎn)資源概況 2.2天然水晶和硅石的特性及用途2.2.1天然水晶和硅石的特性2.2.2天然水晶和硅石的用途2.3天然水晶和硅石中的雜質(zhì)2.3.1石英晶體礦物生長過程中賦存雜質(zhì)工藝過程污染的雜質(zhì) 2.3.3雜質(zhì)對石英玻璃質(zhì)量的影響2.4天然水晶原料和硅石原料的處理工藝 2.4.1普通石英玻璃原料生產(chǎn)工藝 2.4.2天然水晶原料生產(chǎn)工藝2.4.3電光源用石英玻璃原料生產(chǎn)工藝2.4.4半導(dǎo)體用石英玻璃原料生產(chǎn)工藝 2.5合成石英玻璃用原料 2.6硅石原料處理部分工藝過程介紹2.6.1選礦2.6.2水淬2.6.3浮選酸洗2.6.5磁選2.7硅石原料部分提純工藝介紹 2.7.1高溫真空處理 2.7.2氯化處理 2.7.3超導(dǎo)選2.7.4電選2.7.5超聲波處理2.7.6摻雜提純2.7.7精餾提純2.7.8吸附提純2.7.9生產(chǎn)環(huán)境 2.7.10檢驗設(shè)備 2.8美國IOTA料2.8.1美國尤尼明公司的礦源2.8.2IOTA石英原料 2.8.3IOTA石英原料中的雜質(zhì)IOTA石英原料的品種和質(zhì)量要求2.9結(jié)束語第3章石英玻璃的溶制工藝3.1電熔工藝3.1.1真空電熔工藝3.1.2二步法熔制工藝3.1.3連續(xù)熔制工藝 3.2氣煉工藝3.2.1粉料氣煉直接制管或透明坩堝3.2.2 粉料氣煉制砣工藝和裝備 3.2.3粉料氣煉熱頂成型厚壁管工藝和裝備 3.2.4 粉料氣煉制砣再熱頂成型厚壁管工藝和裝備 3.3合成石英玻璃制誥工藝 3.3.1弓|言3.3.2CVD工藝3.3.3VAD合成工藝3.4高頻等離子火焰熔制合成石英玻璃砣及粉料厚壁管 3.4.1高頻等離子體生成原理和設(shè)備 3.4.2 立式熔制實心砣 3.4.3 臥式熔制厚壁管3.5摻雜石英玻璃3.5.1 摻雜石英玻璃的摻雜方法3.5.2摻雜石英玻璃的熔制 3.5.3摻雜石英玻璃的光譜特征 3.5.4摻雜石英玻璃的應(yīng)用第4章石英玻璃深加工4.1石英玻璃熱加工4.1.1燈工二次成型4.1.2擴管技術(shù)4.1.3其他儀器吹制技術(shù)4.1.4火焰拋光技術(shù)4.2石英玻璃冷加工4.2.1石英玻璃的加工性金剛石工具4.2.3加工機床與工藝4.3石英玻璃熱處理均化處理 4.3.2退火處理4.3.3脫羥處理 第5章電弧法生產(chǎn)石英坩堝技術(shù) 5.1生產(chǎn)原理 5.2工藝參數(shù)的確定 5.2.1起弧電壓和電流5.2.2電弧電流和電極直徑5.2.3熔制時間的確定真空制度的確定5.2.5成型棒尺寸的確定5.3工藝操作要領(lǐng)熔制或起弧熔制前注意事項5.3.2起弧熔制過程中須做到5.4毛坯坩堝的切磨冷加工 5.5清洗包裝技術(shù)5.6電弧用石墨電極的質(zhì)量控制標準 5.6.1電弧電極5.6.2石墨模具5.7新技術(shù)的采用坩堝表面的碳酸鋇涂層5.7.2噴涂技術(shù)5.7.3其他新技術(shù)第6章石英玻璃纖維及石英玻璃棉 6.1石英玻璃纖維的發(fā)展歷史 6.2石英玻璃纖維的分類6.2.1連續(xù)石英玻璃纖維6.2.2石英玻璃棉6.3石英玻璃纖維的制備6.3.1連續(xù)石英玻璃纖維 6.3.2石英玻璃棉6.4影響石英玻璃纖維產(chǎn)品質(zhì)量的因素 6.4.1原料6.4.2石英玻璃棒6.4.3 熔制拉絲 6.4.4浸潤劑6.5石英玻璃纖維的性能6.6石英玻璃纖維的應(yīng)用