石英玻璃

石英玻璃

石英玻璃是一種只含二氧化矽單一成分的特種玻璃。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,它的形成是由於其熔體高溫黏度很高引起的結果。廣泛用於製作半導體、電光源器、半導通信裝置、雷射器,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。

概述

石英玻璃透明石英玻璃

石英玻璃為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、膨脹係數低、耐熱震性、化學穩定性和電絕緣性能良好,並能透過紫外線紅外線。除氫氟酸、熱磷酸外,對一般酸有較好的耐酸性。一般由水晶,矽石,矽化物為原料,經高溫熔化或化學氣相沉積而成。熔制方法有電熔法、氣煉法等。

分類

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,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。

物理特性

純度

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、高溫強度、軟化點、光的傳導、熱穩定性、化學穩定性、耐輻射性、螢光特性等;此外,用於半導體工業的石英玻璃,對純度的要求更為苛刻,微量的雜質將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。由於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數量級以適應半導體工業的需要。B的分凝係數近於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是單晶材料產生微缺陷的有害雜質。

失透性

石英玻璃耐高溫石英玻璃條
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,石英玻璃的內能高於結晶態方石英,屬熱力學上不穩定的亞穩態,當溫度高於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℃析晶速度分別達到最大值。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污,引起雜質離子的局部集聚,特別是鹼離子(如K、Na、Li、Ca、Mg等)進入網路後引起粘度降低,促使失透加速。

離子擴散及透氣性

石英玻璃的結構十分鬆弛,甚至在高溫下還允許某些氣體的離子通過網路進行擴散,其中以鈉離子的擴散為最快。石英玻璃的這一性能對於使用者尤為重要,例如,半導體工業用石英玻璃作為高溫容器或擴散管時,由於半導體材

石英玻璃合成石英玻璃
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、鈉等鹼性雜質,然後才能放入石英玻璃內使用。各種離子在石英玻璃中的擴散係數。

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,在所套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。在常溫下,它的電阻相當於普通玻璃的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
石英玻璃的熱膨脹係數小,為5.5×10-7 /℃,只有普通玻璃的1/12~1/20,標準規定將試樣灼燒到1200℃後急速投到冷水中,反覆三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入適量鈦元素後還可做成零膨脹係數的材料,在雷射技術、天文和尖端技術中已得到套用。

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24×103 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。石英玻璃的剪下模量、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。
石英玻璃還具有耐宇宙放射線,和不透原子核裂變產物的性質。

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。在常溫下鹼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,這是因為後者由於氣泡的存在暴露在腐蝕液中的表面積增加所致。

套用領域

用於製作半導體、電光源器、半導通信裝置、雷射器,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,套用十分廣泛。

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、硫酸等的製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、碘化鉈燈、紅外線燈和殺菌燈等。

半導體方面:是半導體材料和器件生產過程中不可缺少的材料,如生長鍺,矽單晶的坩堝、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、分光光度計的稜鏡,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,飛彈的鼻錐體,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。

石英玻璃存儲器石英玻璃存儲器

數據存儲:2012年9月26日訊息,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 。

與普通玻璃區別:

石英玻璃用二氧化矽製造的特種玻璃,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、或普通玻璃里加入鉛、硼、銣等元素
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、或普通玻璃里加入鉛、硼、銣等元素。
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、石英玻璃製品是貴重的材料,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,使用前必須擦拭乾淨。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製品,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製品,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,由於殘餘應變和產品形狀不同,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鹼性物質(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。

透氣性

石英玻璃的結構十分鬆弛,甚至在高溫下還允許某些氣體的離子通過網路進行擴散,其中以鈉離子的擴散為最快。石英玻璃的這一性能對於使用者尤為重要,例如,半導體工業用石英玻璃作為高溫容器或擴散管時,由於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、鈉等鹼性雜質,然後才能放入石英玻璃內使用。各種離子在石英玻璃中的擴散係數見表3
表3各種離子在石英玻璃中的擴散係數
透明石英玻璃合成石英玻璃
Na+2×10-45×10-5
Ca2+2×10-8
Al3+<10-12<10-12
Ag+10-510-7
註:
1.在1100℃下的擴散係數
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(℃)
20900
透明石英玻璃3.7×10-67.0×10-6
不透明石英玻璃1×10-57.4×10-6
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1.396.1516.421.928.536.245.4
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:×10-10厘米3.毫米/秒.厘米2乇(在標準壓力下)

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
500℃117.6
介電常數(106赫)ε=3.7
ε=3.5
介電損耗tgδ(50周/秒)0.00030.001
電阻(歐姆.厘米)20℃1×10191×1015
500℃3×1081×107
1000℃1×1063×104
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,在所套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。

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波段範圍內任意選擇所需品種。由於石英玻璃耐高溫,熱膨脹係數極小,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處由於分子振動將產生明顯的吸收峰,紫外透過率低主要是由於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紅外材料,但由於雜質的存在,紫外透過率低。氫氧焰熔制水晶所獲得的石英玻璃,由於氧結構缺陷,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。只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
185.411.57464-
193.531.56071-
202.541.547291.54717
206.201.542691.54266
213.85-1.53434
214.451.53385-
226.501.523181.52299
232.941.51834-
237.83-1.51473
248.20-1.50841
250.201.50762-
257.621.503971.50351
265.36-1.49994
274.871.49634-
280.35-1.49403
289.36-1.49098
298.061.488591.48837
307.59-1.48575
313.17-1.48433
328.361.48183-
334.15-1.47976
340.361.478771.47860
346.691.477661.47748
361.171.475131.47503
365.48-1.47448
398.841.47028-
404.65-1.46961
435.831.466791.46669
486.131.463241.46314
546.071.460211.46007
587.561.458571.45847
656.271.456461.45637
註: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
0.671.4560661.301.446980
0.681.4558181.401.445845
0.691.4555791.501.444687
0.701.4553471.601.443492
0.801.4533711.701.442250
0.901.4518081.801.440954
1.001.4504731.901.439957
1.101.4402612.001.438174
1.201.4481102.101.436680
2.201.4351112.901.421684
2.301.4334623.001.41937
2.401.4317303.101.41694
2.501.4299113.201.41440
2.601.4280013.301.41173
2.701.4259953.401.40893
2.801.4238913.501.40601
表8石英玻璃的光學常數
項目指標及品種
水晶熔制石英玻璃合成石英玻璃
Nd(He587.56mμ)1.458571.4587
Nf(H486.13mμ)1.463241.46314
Nc(H656.27mμ)1.456461.45637
色散係數V=(Nd-1)/(Nf-Nc)67.667.7
中部色散:Nf-Nc0.006780.00677

熱學性能

基本資料

石英玻璃的熱膨脹係數小,為5.5×10-7/℃,只有普通玻璃的1/12~1/20.部標準規定將試樣灼燒到1200℃後急速投到冷水中,反覆三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入適量鈦元素後還可做成零膨脹係數的材料,在雷射技術、天文和尖端技術中已得到套用。

詳細信息

透明石英玻璃的膨脹係數是溫度的函式:
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)與溫度的關係
粘度(lgη,泊)水晶石英玻璃合成石英玻璃
應變點14.51075℃±251025℃±25
退火點13.01140℃±251120℃±25
軟化點7.61730℃±401600℃±40
加工範圍5~81700~2100℃1600~2000℃
表10石英玻璃的導熱係數
溫度(℃)導熱係數卡/厘米.秒.℃
透明石英玻璃不透明石英玻璃
200.003310.00297
1000.003670.00345
2000.003940.00386
300--
4000.004470.00453
500--
6000.004840.00503
700--
8000.005140.00534
10000.005470.00550
12000.005810.00569
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
-2500.007-
-1000.112-
00.168-
200.2130.205
100--
2000.2130.205
3000.2200.218
4000.2300.228
5000.2240.237
6000.2400.242
7000.2500.247
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)
11

石英玻璃0.270.481
硬質玻璃1.8-6.7
平板玻璃5.0-18.3
高鋁磚4.07.914.8
碳化矽材料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。
石英玻璃的剪下模量、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
管內徑mm壁厚mm破壞壓力千克/厘米2管內徑mm壁厚mm破壞壓力千克/厘米2
40.583152.515
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
抗衝擊強度公斤.厘米/厘米21.080.85
彈性模量
(楊氏模量)
20℃Gpa77.872.5
50℃Gpa82.076.0
900℃Gpa85.078.3
泊桑比:20℃0.17
剛性率:
20℃Gpa34.131.0
500℃Gpa35.834.3
900℃Gpa36.935.3
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

脫羥時間

石英玻璃脫羥時間取決於石英玻璃的製備工藝及規格尺寸、所採用的脫羥氣氛及溫度。
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羥基呈穩定狀態,製品的規格尺寸大的話,即使脫羥基時間再長也很難將其中的羥基全部脫出。通常0.5~1.0mm厚合成和氣鍊石英玻璃片在真空或乾燥的N2、1050℃的脫羥條件下,經過140h以上方可脫出50%左右的羥基,時間再長几乎不再脫出。
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,由於氧缺陷的存在,石英玻璃中的羥基亞穩狀態,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乾燥N2、1050℃的脫羥條件下,經過2h即可脫出90%以上的羥基。
同樣,若在富氫的還原性氣氛下合成或氣煉的石英玻璃,相同脫羥條件,也可大幅度增加脫羥量。

檢驗方法

中文名稱:石英玻璃製品內應力檢驗方法
批准單位:國家建築材料工業局
批准日期:1996-12-31
實施日期:1997-06-01實施
標準號:JC/T655-2012

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編號:978-7-5025-9751-1

內容簡介

由於具有一系列優越性能,石英玻璃被廣泛用於光源、電子、光通訊、儀表、雷射、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、製備與加工處理工藝、性能及套用。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;石英製品的熱加工、冷加工及熱處理方法;電弧法生產石英坩堝技術;石英玻璃纖維及石英玻璃棉生產技術;石英玻璃各種性能與測試方法及其在不同領域中的套用。
讀者對象
本書可供石英及相關行業生產、科研人員以及大專院校有關師生閱讀。

前 言

石英玻璃是套用日益廣泛的高新技術材料,如半導體工業用石英玻璃坩堝、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”,無論從製造的高指標或工藝的複雜性,還是從其套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隨著電子工業、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、製造工藝、套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。
石英玻璃製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,願能夠對業內技術人員有所裨益。參加本書編寫的還有王友軍、蘇英、向在奎、隋梅、歐陽葆華、呂艷萍、蔡承悌、金小寧、常寶茹、鄧家貴。書中許多內容涉及學科前沿,由於作者水平所限,難免有不當之處,盼望讀者的批評指正。
王玉芬
2006年11月15日於北京管莊

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 石英玻璃的套用
第2章 石英玻璃用的原料
2.1 天然水晶和矽石礦產資源分布
2.1.1 天然水晶原料的礦產資源概況
2.1.2 矽石原料的礦產資源概況
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產工藝
2.4.2 天然水晶原料生產工藝
2.4.3 電光源用石英玻璃原料生產工藝
2.4.4 半導體用石英玻璃原料生產工藝
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 超音波處理
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堝
3.2.2 粉料氣煉製砣工藝和裝備
3.2.3 粉料氣煉熱頂成型厚壁管工藝和裝備
3.2.4 粉料氣煉製砣再熱頂成型厚壁管工藝和裝備
3.3 合成石英玻璃製造工藝
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 高頻電漿生成原理和設備
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徵
3.5.4 摻雜石英玻璃的套用
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 火焰拋光技術
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 加工工具機與工藝
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 脫羥處理
第5章 電弧法生產石英坩堝技術
5.1 生產原理
5.2 工藝參數的確定
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
5.2.4 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
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 毛坯坩堝的切磨冷加工
5.5 清洗包裝技術
5.6 電弧用石墨電極的質量控制標準
5.6.1 電弧電極
5.6.2 石墨模具
5.7 新技術的採用
5.7.1 坩堝表面的碳酸鋇塗層
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歷史
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 石英玻璃纖維的製備
6.3.1 連續石英玻璃纖維
6.3.2 石英玻璃棉
6.4 影響石英玻璃纖維產品質量的因素
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 石英玻璃纖維的套用
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 覆箔板的增強材料
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 熱膨脹係數
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 介電損耗係數
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套用
8.1 電光源介紹
8.1.1 簡史
8.1.2 電光源的分類
8.1.3 電光源的性能指標
8.2 石英玻璃在電光源方面的套用
8.2.1 石英玻璃電光源主要產品
8.2.2 幾個主要代表性產品
8.2.3 典型電光源的套用場合
第9章 石英玻璃在光纖行業生產中的套用
9.1 前言
9.2 光纖預製棒和光纖的生產
9.2.1 光纖生產變遷
9.2.2 制棒技術簡介
9.3 石英玻璃在光纖製造中的主要套用
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、半導體行業的套用
10.1 引言
10.2 石英玻璃的套用
10.2.1 石英玻璃在半導體行業的套用
10.2.2 石英玻璃在電子信息產業的套用
10.2.3 石英玻璃在光學及其他行業的套用
第11章 石英玻璃在航空航天行業中的套用
11.1 製作太空天文望遠鏡
11.2 太空用雷射反射鏡
11.3 衛星及飛船上套用
11.4 太空攝像機
第12章 石英玻璃在其他行業中的套用
12.1 在雷達上的套用
12.2 在化工行業中的套用

玻璃分類

玻璃是由二氧化矽和其他化學物質熔融在一起形成的(主要生產原料為:純鹼、石灰石、石英)。在熔融時形成連續網路結構,冷卻過程中粘度逐漸增大並硬化致使其結晶的矽酸鹽類非金屬材料。一下是按工藝、生產和成分分類
按工藝 按生產 按成分
lowe玻璃 鋼化玻璃 普通玻璃
熱熔玻璃 磨砂玻璃 石英玻璃
浮雕玻璃 噴砂玻璃 鋼化玻璃
鍛打玻璃 壓花玻璃 鉀玻璃
晶彩玻璃 夾絲玻璃 硼酸鹽玻璃
琉璃玻璃 中空玻璃 變色玻璃
夾絲玻璃 夾層玻璃 光學玻璃
聚晶玻璃 防彈玻璃 彩虹玻璃
玻璃馬賽克 熱彎玻璃 防護玻璃
鋼化玻璃 玻璃磚 微晶玻璃
夾層玻璃 玻璃紙 玻璃纖維
中空玻璃 LED光電玻璃 玻璃絲
調光玻璃 調光玻璃 玻璃鋼
發光玻璃 節能玻璃 玻璃紙
水玻璃
金屬玻璃
螢石

五金材料(一)

常見五金材料。

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