歡迎訪問扑克王官方下载_扑克王苹果安装_不懈追求完美官方網站!

广东誠卓光電科技有限公司

誠卓光電chengzhuo

特種玻璃深加工整體解決方案制造商

0769-21680396 13925521358

新聞動態

聯系我們 广东誠卓光電科技有限公司 電話:0769-21680396 手机:13925521358 陈总经理 郵箱:1756077554@qq.com 公司地址:廣東省東莞東莞市寮步鎮霞邊村霞邊工業園元下路3號 誠卓光電(香港)有限公司 电话:00852— 22064066 傳真:00852—22064066 香港地址:香港中環幹諾道中64號廠商會大廈21樓

什麽是石英英玻璃?

文章出處:誠卓編輯部發布時間:2018-07-05

石英玻璃

科技名詞定義

中文名稱:

石英玻璃

英文名稱:

quartz glass

定義:

只含二氧化矽的玻璃。通常分爲透明石英玻璃和不透明石英玻璃兩大類。

應用學科:

材料科學技術(一級學科);無機非金屬材料(二級學科);玻璃(三級學科)

以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布

blob

石英扑克王官方下载

二氧化矽單一組分的玻璃。這種玻璃硬度大可達莫氏七級,具有耐高溫、膨脹系數低、耐熱震性、化學穩定性和電絕緣性能良好,並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。按透明度分爲透明和不透明兩大類。按純度分爲高純、普通和摻雜三類。用水晶,矽石,矽化物爲原料,經高溫熔化或化學氣相沈積而成。熔制方法有電熔法、氣煉法等。

目錄

基本概述

1.     簡介

2.     形成用途

3.     定義

4.     化學性質

純度

1.     概述

2.     詳細

失透性

化學性能

離子擴散及透氣性

電學性能

光學性能

熱學性能

1.     基本資料

2.     詳細信息

機械性能

1.     簡介

2.     詳細信息

使用須知

圖書信息

1.     内容簡介

2.     读者对象

3.     前 言

4.     目 录

展開

基本概述

1.     簡介

2.     形成用途

3.     定義

4.     化學性質

純度

1.     概述

2.     詳細

失透性

化學性能

離子擴散及透氣性

電學性能

光學性能

熱學性能

1.     基本資料

2.     詳細信息

機械性能

1.     簡介

2.     詳細信息

使用須知

圖書信息

1.     内容簡介

2.     读者对象

3.     前 言

4.     目 录


基本概述

簡介

  外文名称:quartz glass;silica glass;fused quartz;fused silica ;vycor glasses

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果。用于制作半導體、

blob

石英玻璃

  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、化工、電子、冶金、建材以及國防等工業,應用十分廣泛。

  高純石英玻璃可制光導纖維。 

  隨著半導體技術的發展,石英玻璃被廣泛的用于半導體生産的各項工序中。比如,直拉法把多晶轉化成單晶矽;清洗時用的清洗槽;擴散時用的擴散管、刻槽舟;離子注入時用的鍾罩等等。

定義

  石英玻璃是一種只含二氧化矽單一成份的特種玻璃。由于種類、工藝、原料

  

石英玻璃

的不同,國外常常叫做矽酸玻璃、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、光學石英玻璃、半導體用石英玻璃、電光源用石英玻璃等。人們習慣于用“石英”這樣一個簡單的詞彙來命名這種材料,這是絕對不妥的,因爲“石英”是二氧化矽結晶態的一種通稱,它與玻璃態二氧化矽在理化性質上是有區別的。

化學性質

  石英玻璃具有极低的热膨胀系数,高的耐温性,极好的化学稳定性,优良的电绝缘性,低而稳定的超声延迟性能,最佳的透紫外光谱性能以及透可见光及近红外光谱性能,并有着高于普通玻璃的機械性能。因此它是近代尖端技术中空间技术、原子能工业、国防装备、自动化系统,以及半导体、冶金、化工、电光源、通讯、轻工、建材等工业中不可缺少的优良材料之一。

  石英玻璃是用天然結晶石英(水晶或純的矽石),或合成矽烷經高溫熔制而成

  

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純度,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。

编辑本段純度

概述

  純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,对純度的要求更为苛刻,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。由于半导体材料的純度要求控制在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。本公司为半导体工业服务已有40余年的历史,并始终致力于去除上述有害杂质的研制工作。

詳細

  表1 石英玻璃的化学純度

  名称 单位 ×10-4 %

  Al Fe Ca Mg Ti Cu Mn Ni Pb Sn Cr B K Na Li OH

  電熔石英玻璃

  32 2.0 1.5 1.5 2.08 0.2 0.27 0.2 0.2 <0.3 <0.3 0.2 2.12 5.31 <0.3 5

  氣煉石英玻璃

  16 0.92 1.5 0.4 1.0 0.01 0.05 <0.3 <0.3 <0.3 <0.3 0.2 1.49 1.67 <0.3 400

  電弧石英玻璃

  10.4 0.3 0.6 0.3 1.35 0.05 <0.05 <0.3 <0.03 <0.03 <0.03 <0.1 0.7 1.0 1.0 27

  合成高純石英玻璃

  0.37 0.31 0.27 0.04 0.03 0.03 0.01 <0.03 <0.03 <0.03 <0.03 0.02 0.5 0.5 <0.03 1200

  紅外光學石英玻璃

  35 1.45 2.68 1.32 1.06 0.22 0.07 <0.03 <0.03 <0.03 <0.03 0.3 2.2 3 <0.3 5

  紫外光學石英玻璃

  3.9 0.4 3.5 1.2 0.45 0.1 0.02 0.06 0.04 0.02 0.03 0.1 0.5 1.5 0.05 1200

  不透明石英玻璃

  56 7.4 15.3 1.57 1.5 0.2 0.1

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

  

石英玻璃

的内能高于结晶态方石英,属热力学上不稳定的亚稳态,当温度高于1000℃时,SiO2 分子振动加速,经一段较长时间的重新排列、定向便形成结晶。失透性是以晶核成长速度来表示的,不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分别达到最大值。

  析晶主要出現在表面,其次是內部缺陷處,原因是這些地方容易沾汙,引起雜質離子的局部集聚,特別是堿離子(如K、Na、Li、Ca、Mg等)進入網絡後引起粘度降低,促使失透加速。

  由于石英玻璃的熱膨脹系數和比重同析晶産物β-方石英相近,所以在高溫下連續使用時,盡管析晶區不斷擴大,但體積變化並不明顯,仍可滿意地繼續使用,此時尚可減輕玻璃的塑性變形,使耐火度提高。當析晶産物冷卻到800℃時,則出現細小的龜裂網絡。繼續冷卻到200-275℃時,則出現方石英從高溫型到低溫型(即β-方石英→a-方石英)的結構變化,並伴隨著發生體積聚變,如果析晶層很深,則石英玻璃亦隨之破裂。由于析晶常常出現在有雜質的地方,所以高溫使用前的表面狀態及周圍耐火材料、氣氛十分重要。有關使用石英玻璃時注意事項後面還要介紹。

编辑本段化學性能

  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爲惰性,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,這是因爲後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 各种溶液侵蚀石英玻璃的重量损耗

  溶液名称 浓度(比重) 温度(℃) 浸蚀时间(小时 ) 重量损耗(克/米2 )

  透明石英玻璃 不透明石英玻璃

  盐酸 1.19 60 24 0.034 0.16

  硝酸 1.40 115 24 0.11 0.15

  硫酸 1.84 205 24 0.06 0.13

  氢氟酸 38% 室温(22℃) 2 259.39 379.80

  磷酸 200 15 微量

  300 15 58.00

  氢氧化钠 1% 101 2 0.80 5.15

  氢氧化钾 1% 98 2 0.68 4.63

  氢氧化铵 25% 65 2 0.09 0.33

  氯化钠 10% 102 2 0.14 0.34

  碳酸钠 10% 102 2 1.20 4.99

離子擴散及透氣性

  石英玻璃的结构十分松弛,甚至在高温下还允许某些气体的离子通过网络进行扩散,其中以钠离子的扩散为最快。石英玻璃的这一性能对于使用者尤为重要,例如,半导体工业用石英玻璃作为高温容器或扩散管时,由于半导体材料要求很高的純度,所以要求与石英玻璃接触的作为炉衬的耐火材料必须预先经过高温和清洁处理,除掉钾、钠等碱性杂质,然后才能放入石英玻璃内使用。各种离子在石英玻璃中的扩散系数见表3

  表3 各种离子在石英玻璃中的扩散系数

  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,可以認爲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 石英玻璃容器连续抽真空所获得的最高真空度(实验条件)

  种类 真空度(毫米汞柱)及温度(℃)

  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 石英玻璃的透气常数K

  气体 透气常数K

  200℃ 400℃ 600℃ 700℃ 800℃ 900℃ 1000℃

  氦 1.39 6.15 16.4 21.9 28.5 36.2 45.4

  氢 0.022 0.37 1.43 2.52 4.25 6.40 10.00

  氘(重氢) 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(在標准壓力下)

编辑本段電學性能

  表6 石英玻璃的电性能

  性能名称 电性能指标及种类

  透明石英玻璃 不透明石英玻璃

  耐击穿电压(仟伏/毫米) 室温 >30 >16

  500℃ 11 7.6

  介电常数(106赫) ε=3.7

  ε=3.5

  介电损耗tgδ(50周/秒) 0.0003 0.001

  电阻(欧姆.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,在所應用的頻帶內幾乎沒有介電損耗,因此石英玻璃是優良的高溫介電絕緣材料。

编辑本段光學性能

  石英玻璃的光學性能有其独到之处,它既可以透过远紫外光谱,是所有透紫外材料最优者,又可透过可见光和近红外光谱。用户可以根据需要,从185-3500mμ波段范围内任意选择所需品种。由于石英玻璃耐高温,热膨胀系数极小,化学热稳定性好,气泡、条纹、均匀性、双折射又可与一般光学玻璃媲美,所以它是在各种恶劣场合下工作具有高稳定度光学系统的必不可少的光学材料。

  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處由于分子振動將産生明顯的吸收峰,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致。

  石英玻璃的光譜特性曲線

  電熔石英玻璃是很好的透红外材料,但由于杂质的存在,紫外透过率低。氢氧焰熔制水晶所获得的石英玻璃,由于氧结构缺陷,在0.24μ处有吸收峰,同时含有OH基团,所以红外透过极低。用合成原料气炼的高纯光学石英玻璃是最好的透紫外材料,但在2.7μ处有严重的OH吸收峰。只有用合成原料通过电熔或无氢火焰熔融而成的光学石英玻璃,才能很好地透过从远紫外到近红外的连续光谱。

  石英玻璃的折射率及光學常數見表7、表8.

  表7 光学石英玻璃的折射率(之一)

  波长(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 光学石英玻璃的折射率(之二)

  波长λ(微米) 折射率 波长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 石英玻璃的光学常数

  项目 指标及品种

  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

  色散系数 V=(Nd-1)/(Nf-Nc) 67.6 67.7

  中部色散: Nf-Nc 0.00678 0.00677

编辑本段熱學性能

基本資料

  石英玻璃的熱膨脹系數小,爲5.5×10-7/℃,只有普通玻璃的1/12~1/20.部標准規定將試樣灼燒到1200℃後急速投到冷水中,反複三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入適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=温度0℃时的长度 Lt=温度t℃时的长度 t=摄氏温度

  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(应变点、退火点、软化点)与温度的关系

  粘度(lgη,泊) 水晶石英玻璃 合成石英玻璃

  应变点 14.5 1075℃±25 1025℃±25

  退火点 13.0 1140℃±25 1120℃±25

  软化点 7.6 1730℃±40 1600℃±40

  加工范围 5~8 1700~2100℃ 1600~2000℃

  表10 石英玻璃的导热系数

  温度(℃) 导热系数卡/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 石英玻璃的比热

  温度(℃) 比热(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 石英玻璃的使用温度

  使用状况 最大连续工作温度 最大短期工作温度

  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 石英玻璃与其它材料热膨胀值的比较(1米长试样的膨胀值)

  材料 0~500℃(mm) 0~1000℃(mm) 热膨胀值的比较(0~500℃,倍)

  石英玻璃 0.27 0.48 1

  硬质玻璃 1.8 - 6.7

  平板玻璃 5.0 - 18.3

  高铝砖 4.0 7.9 14.8

  碳化硅材料 2.3 4.5 8.5

  铜 9.0 - 31.5

  炭素钢 7.0 14.9 25.9

编辑本段機械性能

簡介

  石英玻璃的機械性能比硬质玻璃和陶瓷都好,唯脆性较差。石英玻璃的理论计算强度很高,约为24×103MPa,但实际测得的强度要比这个数值低数十倍。影响强度的主要因素首先是玻璃的表面缺陷,特别是表面微裂纹的大小及深度影响最为明显,细磨的石英玻璃试样比粗磨的试样,其抗折强度约增加0.6倍;其次是内在缺陷,例如,气泡、杂质、熔化不均以及残余应力等。

  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 石英扑克王官方下载的破坏压力

  透明石英扑克王官方下载 不透明石英扑克王官方下载

  管内径mm 壁厚mm 破坏压力 千克/厘米2 管内径mm 壁厚mm 破坏压力 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 单位 機械性能

  名称 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

  抗压强度 Mpa 800-1000 413.4-813.0

  抗折强度 Mpa 60-70 40-60

  抗拉强度 Mpa 49 35

  抗冲击强度公斤.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

  纵波声速 米/秒 5.72×103

  超聲速度:

  纵 米/秒 5.95×103

  横 米/秒 3.76×103

  超聲阻尼:

  纵 克/厘米2.秒 10.09

  横 克/厘米2.秒 8.27

编辑本段使用須知

  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,由于殘余應變和産品形狀不同,熱穩定性有一定的差別,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,否則將大大降低其抗結晶性能。


?

QQ咨詢

在線咨詢真誠爲您提供專業解答服務

  • 1756077554
  • 1248573873
  • 1574187170
  • 1371595770
  • 1248573873
旺旺

旺旺咨詢

旺旺

旺旺咨詢真誠爲您提供專業解答服務

  • chengzhuo8585
  • chengzhuo101
  • chengzhuo822
  • chengzhuo808
  • chengzhuo101
  • chengzhuo108
  • chengzhuo688
?

微信咨詢

?

添加微信添加微信好友,咨詢更方便!

返回頂部