石英玻璃

概述

石英玻璃，由單一組分的二氧化矽組成的特種玻璃，按其純度分高純石英玻璃、普通石英玻璃和摻雜石英玻璃三類，按透明度又分透明和不透明兩類；因其具有純度高、光譜透過性能好、耐高溫、抗熱沖擊、化學性能穩定、耐射線輻照、電絕緣等一系列的優異特性而被稱為“玻璃之王”；可制成管、棒、闆、塊Chemicalbook和纖維，可加工成各種形狀的儀器器皿，也可切割、研磨、抛光成棱鏡、透鏡等光學零件，摻入少量雜質可制得特殊性能的新品種,如超低膨脹、熒光石英玻璃等；因此廣泛用于半導體、新型光源、光學、儀表、熱工、冶金、化工和建材工業以及激光技術、空間技術、天文工程、核工程、光導通信等高科技領域。

物理特性

純度

純度是石英玻璃的重要指标，對理化性能和使用性能影響甚大，如失透性、高溫強度、軟化點、光的傳導、熱穩定性、化學穩定性、耐輻射性、熒光特性等；此外，用于半導體工業的石英玻璃，對純度的要求更為苛刻，微量的雜質将給半導體材料的電性能和壽命以及集成度帶來嚴重的影響。由于半導體材料的純度要求控制在ppb數量級以下，因此石英玻璃則應控制在ppm數量級以适應半導體工業的需要。B的分凝系數近于1，最難除掉，是最有害的雜質之一，Cu、Fe、Ti等影響半導體的少子壽命，K、Na、Li是單晶材料産生微缺陷的有害雜質。

失透性

失透（又叫析晶性）是石英玻璃的一個固有缺陷，從熱力學觀點看，石英玻璃的内能高于結晶态方石英，屬熱力學上不穩定的亞穩态，當溫度高于1000℃時，SiO2分子振動加速，經一段較長時間的重新排列、定向便形成結晶。失透性是以晶核成長速度來表示的，不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分别達到最大值。析晶主要出現在表面，其次是内部缺陷處，原因是這些地方容易沾污，引起雜質離子的局部集聚，特别是堿離子（如K、Na、Li、Ca、Mg等）進入網絡後引起粘度降低，促使失透加速。

離子擴散及透氣性

石英玻璃的結構十分松弛，甚至在高溫下還允許某些氣體的離子通過網絡進行擴散，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，半導體工業用石英玻璃作為高溫容器或擴散管時，由于半導體材

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先經過高溫和清潔處理，除掉鉀、鈉等堿性雜質，然後才能放入石英玻璃内使用。各種離子在石英玻璃中的擴散系數。

電學特性

石英玻璃具有很高的介電強度和極低的導電率，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，在所應用的頻帶内幾乎沒有介電損耗，因此石英玻璃是優良的高溫介電絕緣材料。在常溫下，它的電阻相當于普通玻璃的10倍，對全部頻率的介電損失很微小，絕緣耐壓強度大。

熱學性能

石英玻璃的熱膨脹系數小，為5.5×10 /℃，隻有普通玻璃的1/12～1/20，标準規定将試樣灼燒到1200℃後急速投到冷水中，反複三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入适量钛元素後還可做成零膨脹系數的材料，在激光技術、天文和尖端技術中已得到應用。

機械性能

石英玻璃的機械性能比硬質玻璃和陶瓷都好，唯脆性較差。石英玻璃的理論計算強度很高，約為24×10 MPa，但實際測得的強度要比這個數值低數十倍。石英玻璃的強度随着溫度的升高而增加，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、破壞模量一般均随着溫度的升高而增加，硬度則随着溫度的升高而降低。 

石英玻璃還具有耐宇宙放射線，和不透原子核裂變産物的性質。

化學性能

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穩定性，這是因為後者由于氣泡的存在暴露在腐蝕液中的表面積增加所緻。

應用領域

用于制作半導體、電光源器、半導通信裝置、激光器，光學儀器，實驗室儀器、電學設備、醫療設備和耐高溫耐腐蝕的化學儀器，在化工、電子、冶金、建材以及國防等工業中，應用十分廣泛。

在化工方面：可做高溫耐酸性氣體的燃燒、冷卻的和通風裝置，酸性溶液的蒸發，冷卻吸物收，貯存裝置，蒸餾水、鹽酸、硝酸、硫酸等的制備和其它物理化學實驗用品。

在光學方面：石英玻璃和石英玻璃棉可作火箭的噴嘴，宇宙飛船防熱罩和觀察窗等。

新型光源方面：做高壓水銀燈、長弧氙燈、碘鎢燈、碘化铊燈、紅外線燈和殺菌燈等。

半導體方面：是半導體材料和器件生産過程中不可缺少的材料，如生長鍺，矽單晶的坩埚、舟皿爐芯管和鐘罩等。

數據存儲：

在新技術領域中：用其聲、光、電學的極佳性能、做雷達上的超聲延遲線，紅外跟蹤測向，紅外照像、通迅、攝譜儀、分光光度計的棱鏡，透鏡、大型天文望遠鏡的反射窗，高溫作業窗、反應堆、放射性裝置；火箭，導彈的鼻錐體，噴嘴和天線罩：人造衛星的無線電絕緣零件，輻射；熱天秤，真空吸附裝置，精密鑄造等。

數據存儲：2012年9月26日消息，日立CEO中西宏明在東京宣布，該公司已研發出石英玻璃數據存儲技術，通過此項技術數據的保存時間可達數億年之久 。

與普通玻璃區别：

石英玻璃用二氧化矽制造的特種玻璃，硬度和透明度更高 , 石英玻璃耐高溫，耐磨損，抗氧化,而普通玻璃沒有這些優點。 

普通玻璃的主要成分是矽酸鈉，而石英玻璃的主要成分是二氧化矽，不同的. 

有些人甚至認為“石英玻璃不該算玻璃”，理由：普通玻璃玻璃是二氧化矽、矽酸鈉、矽酸鈣的混合物，特種玻璃可以是純二氧化矽、或普通玻璃裡加入鉛、硼、铷等元素 

石英是純的二氧化矽。

普通玻璃的主要成分是矽酸鈉、二氧化矽和矽酸鈣，而石英玻璃的主要成分是二氧化矽，不同的 

有些人甚至認為“石英玻璃不該算玻璃”，理由：普通玻璃是二氧化矽、矽酸鈉、矽酸鈣的混合物，特種玻璃可以是純二氧化矽、或普通玻璃裡加入鉛、硼、铷等元素。

石英玻璃具有耐高溫，耐磨損，抗氧化-石英玻璃 而普通玻璃沒有這些優點。

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，使用時不應超過此溫度，否則會析晶或軟化變形；

3、需高溫使用的石英玻璃，使用前必須擦拭幹淨。可以用10%的氫氟酸或洗液浸泡，然後用高純水清洗或酒精處理。操作時應戴細線手套，不允許用手直接觸及石英玻璃；

4、高溫下允許連續使用石英玻璃制品，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，其使用次數是有限的；

5、石英玻璃材質雖具有極高的熱穩定性，可以經受劇烈的溫差驟變。但實際使用時，由于殘餘應變和産品形狀不同，熱穩定性有一定的差别，使用時應加以注意；

6、石英玻璃系酸性材料，高溫使用時嚴格避免同堿性物質（如水玻璃、石棉、鉀鈉的化合物等）接觸，否則将大大降低其抗結晶性能。  

透氣性

石英玻璃的結構十分松弛，甚至在高溫下還允許某些氣體的離子通過網絡進行擴散，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，半導體工業用石英玻璃作為高溫容器或擴散管時，由于半導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先經過高溫和清潔處理，除掉鉀、鈉等堿性雜質，然後才能放入石英玻璃内使用。各種離子在石英玻璃中的擴散系數見表3

表3 各種離子在石英玻璃中的擴散系數

透明石英玻璃 合成石英玻璃

Na+ 2×10-4 5×10-5

Ca2+ 2×10-8

Al3+ <10-12 <10-12

Ag+ 10-5 10-7

注：

1.在1100℃下的擴散系數

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℃）下，某些氣體的透氣常數也很小。因此可以用在高溫高真空裝備中。石英玻璃的透氣常數及用石英玻璃作容器連續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（℃）

20 900

透明石英玻璃 3.7×10-6 7.0×10-6

不透明石英玻璃 1×10-5 7.4×10-6

表5 石英玻璃的透氣常數K

氣體 透氣常數K

200℃ 400℃ 600℃ 700℃ 800℃ 900℃ 1000℃

氦 1.39 6.15 16.4 21.9 28.5 36.2 45.4

氫 0.022 0.37 1.43 2.52 4.25 6.40 10.00

氘（重氫） 17

氖 2.8 4.2

氩 <10-15

氧 <10-15

氮 <10-15

單位：×10-10厘米3.毫米/秒.厘米2乇（在标準壓力下）

電學性能

表6 石英玻璃的電性能

性能名稱 電性能指标及種類

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

500℃ 11 7.6

介電常數（106赫） ε=3.7

ε=3.5

介電損耗tgδ(50周/秒) 0.0003 0.001

電阻（歐姆.厘米） 20℃ 1×1019 1×1015

500℃ 3×108 1×107

1000℃ 1×106 3×104

石英玻璃具有很高的介電強度和極低的導電率，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，在所應用的頻帶内幾乎沒有介電損耗，因此石英玻璃是優良的高溫介電絕緣材料。

光學性能

石英玻璃的光學性能有其獨到之處，它既可以透過遠紫外光譜，是所有透紫外材料最優者，又可透過可見光和近紅外光譜。用戶可以根據需要，從185-3500mμ波段範圍内任意選擇所需品種。由于石英玻璃耐高溫，熱膨脹系數極小，化學熱穩定性好，氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學玻璃媲美，所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩定度光學系統的必不可少的光學材料。

石英玻璃的結構，雜質含量，OH基因及NO、CO等含量是影響光譜透過率的主要因素，氧原子結合不良在0.24μ處則有吸收峰，含有OH基團的石英玻璃，在2.7μ處由于分子振動将産生明顯的吸收峰，紫外透過率低主要是由于金屬雜質多造成原子吸收光譜所緻。

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，由于氧結構缺陷，在0.24μ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石英玻璃是最好的透紫外材料，但在2.7μ處有嚴重的OH吸收峰。隻有用合成原料通過電熔或無氫火焰熔融而成的光學石英玻璃，才能很好地透過從遠紫外到近紅外的連續光譜。

石英玻璃的折射率及光學常數見表7、表8.

表7 光學石英玻璃的折射率（之一）

波長（毫微米） 水晶熔制石英玻璃 合成石英玻璃

185.41 1.57464 -

193.53 1.56071 -

202.54 1.54729 1.54717

206.20 1.54269 1.54266

213.85 - 1.53434

214.45 1.53385 -

226.50 1.52318 1.52299

232.94 1.51834 -

237.83 - 1.51473

248.20 - 1.50841

250.20 1.50762 -

257.62 1.50397 1.50351

265.36 - 1.49994

274.87 1.49634 -

280.35 - 1.49403

289.36 - 1.49098

298.06 1.48859 1.48837

307.59 - 1.48575

313.17 - 1.48433

328.36 1.48183 -

334.15 - 1.47976

340.36 1.47877 1.47860

346.69 1.47766 1.47748

361.17 1.47513 1.47503

365.48 - 1.47448

398.84 1.47028 -

404.65 - 1.46961

435.83 1.46679 1.46669

486.13 1.46324 1.46314

546.07 1.46021 1.46007

587.56 1.45857 1.45847

656.27 1.45646 1.45637

注：測量誤差：±3×10-5

表7 光學石英玻璃的折射率（之二）

波長λ(微米) 折射率 波長λ(微米) 折射率

0.67 1.456066 1.30 1.446980

0.68 1.455818 1.40 1.445845

0.69 1.455579 1.50 1.444687

0.70 1.455347 1.60 1.443492

0.80 1.453371 1.70 1.442250

0.90 1.451808 1.80 1.440954

1.00 1.450473 1.90 1.439957

1.10 1.440261 2.00 1.438174

1.20 1.448110 2.10 1.436680

2.20 1.435111 2.90 1.421684

2.30 1.433462 3.00 1.41937

2.40 1.431730 3.10 1.41694

2.50 1.429911 3.20 1.41440

2.60 1.428001 3.30 1.41173

2.70 1.425995 3.40 1.40893

2.80 1.423891 3.50 1.40601

表8 石英玻璃的光學常數

項目 指标及品種

水晶熔制石英玻璃 合成石英玻璃

Nd(He587.56mμ) 1.45857 1.4587

Nf(H486.13mμ) 1.46324 1.46314

Nc(H656.27mμ) 1.45646 1.45637

色散系數 V=(Nd-1)/(Nf-Nc) 67.6 67.7

中部色散: Nf-Nc 0.00678 0.00677

熱學性能

基本資料

石英玻璃的熱膨脹系數小，為5.5×10-7/℃，隻有普通玻璃的1/12～1/20.部标準規定将試樣灼燒到1200℃後急速投到冷水中，反複三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入适量钛元素後還可做成零膨脹系數的材料，在激光技術、天文和尖端技術中已得到應用。

詳細信息

透明石英玻璃的膨脹系數是溫度的函數：

α0,t=1/L0 ×(Lt-L0)/t

式中：L0=溫度0℃時的長度 Lt=溫度t℃時的長度 t=攝氏溫度

石英玻璃的粘度，導熱率、比熱及使用溫度等見表9,10,11,12,13.

表9 石英玻璃的粘度（應變點、退火點、軟化點）與溫度的關系

粘度(lgη,泊) 水晶石英玻璃 合成石英玻璃

應變點 14.5 1075℃±25 1025℃±25

退火點 13.0 1140℃±25 1120℃±25

軟化點 7.6 1730℃±40 1600℃±40

加工範圍 5～8 1700～2100℃ 1600～2000℃

表10 石英玻璃的導熱系數

溫度(℃) 導熱系數卡/厘米.秒.℃

透明石英玻璃 不透明石英玻璃

20 0.00331 0.00297

100 0.00367 0.00345

200 0.00394 0.00386

300 - -

400 0.00447 0.00453

500 - -

600 0.00484 0.00503

700 - -

800 0.00514 0.00534

1000 0.00547 0.00550

1200 0.00581 0.00569

表11 石英玻璃的比熱

溫度(℃) 比熱（卡/克.℃）

透明石英玻璃 不透明石英玻璃

-250 0.007 -

-100 0.112 -

0 0.168 -

20 0.213 0.205

100 - -

200 0.213 0.205

300 0.220 0.218

400 0.230 0.228

500 0.224 0.237

600 0.240 0.242

700 0.250 0.247

800 0.260 -

1000 0.273 -

1200 - -

表12 石英玻璃的使用溫度

使用狀況 最大連續工作溫度 最大短期工作溫度

水晶熔制石英玻璃 1100℃ 1300℃

合成石英玻璃 950℃ 1200℃

不透明石英玻璃 800℃ 1000℃

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 0～500℃（mm） 0～1000℃（mm） 熱膨脹值的比較（0～500℃，倍）

石英玻璃 0.27 0.48 1

硬質玻璃 1.8 - 6.7

平闆玻璃 5.0 - 18.3

高鋁磚 4.0 7.9 14.8

碳化矽材料 2.3 4.5 8.5

銅 9.0 - 31.5

炭素鋼 7.0 14.9 25.9

機械性能

簡介

石英玻璃的機械性能比硬質玻璃和陶瓷都好，唯脆性較差。石英玻璃的理論計算強度很高，約為24×103MPa，但實際測得的強度要比這個數值低數十倍。影響強度的主要因素首先是玻璃的表面缺陷，特别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；其次是内在缺陷，例如，氣泡、雜質、熔化不均以及殘餘應力等。

石英玻璃的強度随着溫度的升高而增加，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、破壞模量一般均随着溫度的升高而增加，硬度則随着溫度的升高而降低。

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

管内徑mm 壁厚mm 破壞壓力 千克/厘米2 管内徑mm 壁厚mm 破壞壓力 千克/厘米2

4 0.5 83 15 2.5 15

5 1.0 150 57 9.0 10

7 2.0 220 80 11.0 13

8 1.0 100 200 13.0 7

9 2.0 190 370 14.0 3

10 1.0 70

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 3 2.21 2.06-2.184

硬度 莫氏 5-7 5-6

抗壓強度 Mpa 800-1000 413.4-813.0

抗折強度 Mpa 60-70 40-60

抗拉強度 Mpa 49 35

抗沖擊強度公斤.厘米/厘米2 1.08 0.85

彈性模量

（楊氏模量）

20℃ Gpa 77.8 72.5

50℃ Gpa 82.0 76.0

900℃ Gpa 85.0 78.3

泊桑比:20℃ 0.17

剛性率:

20℃ Gpa 34.1 31.0

500℃ Gpa 35.8 34.3

900℃ Gpa 36.9 35.3

縱波聲速 米/秒 5.72×103

超聲速度:

縱 米/秒 5.95×103

橫 米/秒 3.76×103

超聲阻尼:

縱 克/厘米2.秒 10.09

橫 克/厘米2.秒 8.27

脫羟時間

石英玻璃脫羟時間取決于石英玻璃的制備工藝及規格尺寸、所采用的脫羟氣氛及溫度。

在正常熔制情況即氧化或中性氣氛下如以SiCl4為原料

氫氧焰為熱源高溫水解氣相沉積合成的石英玻璃和以水晶為原料、氫氧焰為熱源煉熔制的石英玻璃中大部分羟基呈穩定狀态，制品的規格尺寸大的話，即使脫羟基時間再長也很難将其中的羟基全部脫出。通常0.5~1.0mm厚合成和氣煉石英玻璃片在真空或幹燥的N2、1050℃的脫羟條件下，經過140h以上方可脫出50%左右的羟基，時間再長幾乎不再脫出。

而在富氫的還原性氣氛下熔制的石英玻璃如以H2為保護性氣體的連熔爐熔制的石英玻璃，由于氧缺陷的存在，石英玻璃中的羟基亞穩狀态，很容易擴散放出H2，如1~1.5mm厚的煉熔石英玻璃管在真空或流動的幹燥N2、1050℃的脫羟條件下，經過2h即可脫出90%以上的羟基。

同樣，若在富氫的還原性氣氛下合成或氣煉的石英玻璃，相同脫羟條件，也可大幅度增加脫羟量。

檢驗方法

中文名稱：石英玻璃制品内應力檢驗方法

批準單位：國家建築材料工業局

批準日期：1996-12-31

實施日期：1997-06-01實施

标準号：JC/T 655-2012

圖書信息

書　名：《石英玻璃》

市場價：￥29元

作　者：王玉芬 劉連城

出版社：化學工業出版社

上市日期：2007年1月

開　本：16開

頁　數：184頁

ISBN編号：978-7-5025-9751-1

内容簡介

由于具有一系列優越性能，石英玻璃被廣泛用于光源、電子、光通訊、儀表、激光、航天、核技術和國防等領域。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；電弧法生産石英坩埚技術；石英玻璃纖維及石英玻璃棉生産技術；石英玻璃各種性能與測試方法及其在不同領域中的應用。

讀者對象

本書可供石英及相關行業生産、科研人員以及大專院校有關師生閱讀。

前　言

石英玻璃是應用日益廣泛的高新技術材料,如半導體工業用石英玻璃坩埚、新型電光源用石英玻璃玻殼、光通訊用石英光導纖維、宇航工業用耐輻照石英玻璃、高溫環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技術和現代工業不可或缺的重要材料。新材料領域的專家們把石英玻璃稱為“玻璃王”，無論從制造的高指标或工藝的複雜性，還是從其應用場合的技術難度和“挑剔”要求來看，石英玻璃堪稱玻璃材料的“皇冠”。石英玻璃技術是近半個世紀随着電子工業、光通訊技術和宇航技術的進步而發展起來的，已經成為高新技術材料的一個新學科領域。

中國建築材料科學研究總院石英與特種玻璃研究所在石英玻璃科學、制造工藝、應用技術等專業方向進行了三十餘年的研究開發，為我國的工業現代化提供了該專業的技術和材料，石英玻璃的電熔工藝、氣煉工藝、化學氣相沉積工藝和等離子化學氣相沉積工藝都在這裡誕生。

石英玻璃制造業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工具，我們應這個要求，集多年的積累編寫了此書，願能夠對業内技術人員有所裨益。參加本書編寫的還有王友軍、蘇英、向在奎、隋梅、歐陽葆華、呂豔萍、蔡承悌、金小甯、常寶茹、鄧家貴。書中許多内容涉及學科前沿，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　力學性能

1.2.2　熱學性能

1.2.3　光學性能

1.2.4　電學性能

1.2.5　化學性能

1.2.6　耐輻照性能

1.3　石英玻璃的應用

第2章　石英玻璃用的原料

2.1　天然水晶和矽石礦産資源分布

2.1.1　天然水晶原料的礦産資源概況

2.1.2　矽石原料的礦産資源概況

2.2　天然水晶和矽石的特性及用途

2.2.1　天然水晶和矽石的特性

2.2.2　天然水晶和矽石的用途

2.3　天然水晶和矽石中的雜質

2.3.1　石英晶體礦物生長過程中賦存雜質

2.3.2　工藝過程污染的雜質

2.3.3　雜質對石英玻璃質量的影響

2.4　天然水晶原料和矽石原料的處理工藝

2.4.1　普通石英玻璃原料生産工藝

2.4.2　天然水晶原料生産工藝

2.4.3　電光源用石英玻璃原料生産工藝

2.4.4　半導體用石英玻璃原料生産工藝

2.5　合成石英玻璃用原料

2.6　矽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

2.6.4　酸洗

2.6.5　磁選

2.7　矽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　生産環境

2.7.10　檢驗設備

2.8　美國IOTA料

2.8.1　美國尤尼明公司的礦源

2.8.2　IOTA石英原料

2.8.3　IOTA石英原料中的雜質

2.8.4　IOTA石英原料的品種和質量要求

2.9　結束語

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埚

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　合成石英玻璃制造工藝

3.3.1　引言

3.3.2　CVD工藝

3.3.3　VAD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備

3.4.2　立式熔制實心砣

3.4.3　卧式熔制厚壁管

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

4.1.3　其他儀器吹制技術

4.1.4　火焰抛光技術

4.2　石英玻璃冷加工

4.2.1　石英玻璃的加工性

4.2.2　金剛石工具

4.2.3　加工機床與工藝

4.3　石英玻璃熱處理

4.3.1　均化處理

4.3.2　退火處理

4.3.3　脫羟處理

第5章　電弧法生産石英坩埚技術

5.1　生産原理

5.2　工藝參數的确定

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　熔制時間的确定

5.2.4　真空制度的确定

5.2.5　成型棒尺寸的确定

5.3　工藝操作要領

5.3.1　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　毛坯坩埚的切磨冷加工

5.5　清洗包裝技術

5.6　電弧用石墨電極的質量控制标準

5.6.1　電弧電極

5.6.2　石墨模具

5.7　新技術的采用

5.7.1　坩埚表面的碳酸鋇塗層

5.7.2　噴塗技術

5.7.3　其他新技術

第6章　石英玻璃纖維及石英玻璃棉

6.1　石英玻璃纖維的發展曆史

6.2　石英玻璃纖維的分類

6.2.1　連續石英玻璃纖維

6.2.2　石英玻璃棉

6.3　石英玻璃纖維的制備

6.3.1　連續石英玻璃纖維

6.3.2　石英玻璃棉

6.4　影響石英玻璃纖維産品質量的因素

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　石英玻璃纖維的應用

6.6.1　耐燒蝕材料的增強材料

6.6.2　透波材料的增強材料

6.6.3　高溫隔熱材料

6.6.4　覆箔闆的增強材料

第7章　石英玻璃性能及測試

7.1　機械性能

7.1.1　石英玻璃的密度

7.1.2　石英玻璃的抗壓強度

7.1.3　石英玻璃的抗拉強度

7.1.4　石英玻璃的抗彎強度

7.1.5　石英玻璃的彈性模量

7.1.6　石英玻璃的硬度

7.1.7　石英玻璃的泊松比

7.1.8　石英玻璃的剛性模量

7.2　熱學性能

7.2.1　熱膨脹系數

7.2.2　熱穩定性

7.2.3　石英玻璃的比熱容

7.2.4　石英玻璃熱導率

7.2.5　石英玻璃的黏度

7.2.6　石英玻璃軟化點

7.2.7　石英玻璃的應變點

7.2.8　石英玻璃的玻璃化溫度

7.2.9　石英玻璃的析晶

7.3　電學性能

7.3.1　電阻率

7.3.2　介電常數

7.3.3　介電損耗系數

7.3.4　絕緣強度

7.4　化學性能

7.4.1　溶液

7.4.2　固體物質

7.4.3　氣體和蒸氣

7.5　光學性能

7.5.1　光譜曲線

7.5.2　石英玻璃折射率

7.5.3　光學均勻性

7.5.4　應力雙折射

7.5.5　耐輻照性

7.6　轉變現象

7.7　氣體和離子的擴散

第8章　石英玻璃在電光源行業中的應用

8.1　電光源介紹

8.1.1　簡史

8.1.2　電光源的分類

8.1.3　電光源的性能指标

8.2　石英玻璃在電光源方面的應用

8.2.1　石英玻璃電光源主要産品

8.2.2　幾個主要代表性産品

8.2.3　典型電光源的應用場合

第9章　石英玻璃在光纖行業生産中的應用

9.1　前言

9.2　光纖預制棒和光纖的生産

9.2.1　光纖生産變遷

9.2.2　制棒技術簡介

9.3　石英玻璃在光纖制造中的主要應用

9.3.1　高純石英玻璃基管

9.3.2　高純石英玻璃套管

9.3.3　石英玻璃輔材

第10章　石英玻璃在電子信息、半導體行業的應用

10.1　引言

10.2　石英玻璃的應用

10.2.1　石英玻璃在半導體行業的應用

10.2.2　石英玻璃在電子信息産業的應用

10.2.3　石英玻璃在光學及其他行業的應用

第11章　石英玻璃在航空航天行業中的應用

11.1　制作太空天文望遠鏡

11.2　太空用激光反射鏡

11.3　衛星及飛船上應用

11.4　太空攝像機

第12章　石英玻璃在其他行業中的應用

12.1　在雷達上的應用

12.2　在化工行業中的應用