玻化石英也称石英玻璃,是由各种纯净的天然石英(如水晶、石英砂等)熔化制成。线膨胀系数极小,是普通玻璃的1/10-1/20,有很好的抗热震性。它的耐热性很高,经常使用温度为1100~ 1200摄氏度,短期使用温度可达1400摄氏度。石英玻璃主要用于实验室设备和特殊高纯产品的提炼设备。由于它具有高的光谱透射,不会因辐射线损伤(其他玻璃受辐射线照射后会发暗),因此也是用于宇宙飞船、风洞窗和分光光度计光学系统的理想玻璃。1
概述石英玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料,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。1
使用须知1.石英玻璃制品是贵重的材料,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;
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,由于残余应变和产品形状不同,热稳定性有一定的差别,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。2
本词条内容贡献者为:
黎明 - 副教授 - 西南大学