石英玻璃是硅酸盐吗？有哪些优点？应用分析

2022-09-29 11:19:50 作者：AG 2868

1.石英玻璃是硅酸盐吗

石英玻璃并不是硅酸盐，而是指纯石英经过高温熔融和高速冷却之后形成的一种非晶态物质。从热力学视角来看，它因含有过剩的内能，有可能出现析晶现象;石英玻璃因其良好的物理及化学性能，被称为“玻璃之王”。

2.石英玻璃优点有哪些

(1)耐高温

石英玻璃的软化点温度约1730℃，可在1100℃下长时间使用，短时间使用温度可达1450℃。

(2)耐腐蚀

除氢氟酸外，石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应，其耐酸能力是陶瓷的30倍，不锈钢的150倍，尤其是在高温下的化学稳定性，是其他任何工程材料都无法比拟的。

(3)热稳定性好

石英玻璃的热膨胀系数极小，能承受剧烈的温度变化，将石英玻璃加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂。

(4)透光性能好

石英玻璃在紫外线到红外线的整个光谱波段都有较好的透光性能，可见光透过率在95%以上，特别是在紫外光谱区，透过率可达80%以上。

(5)电绝缘性能好

石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍，是极好的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的电性能。石英玻璃由于具有上述优良的理化性能，因此被广泛的应用于电光源、半导体、光通信、军工、冶金、建材、化学、机械、电力、环保等各个领域。

3.石英玻璃的主要应用

(1)半导体(占比约65%)∶石英制品是重要的半导体耗材，用于半导体加工全过程。石英玻璃内二氧化硅纯度高，化学性质稳定，不与除氢氟酸和磷酸外的任何酸反应，充分满足半导体制造过程中需要抗高温、变形性能强、不活泼的材料作为晶圆承载和清洗等容器的要求，被广泛运用于半导体生产过程。此外，由于石英玻璃折射率低，耐温性强，能够满足掩膜版对于基版材料光学透过率高，热膨胀率低的要求，是高精度玻璃掩膜版的重要材料。

(2)光纤(占比约14%)︰石英玻璃材料是生产光纤预制棒和光纤拉丝过程中主要的消耗材料。石英玻璃的折射率极低，吸光系数小并且透光波段范围宽，而光纤作为以全内反射原理传输的光传导工具，对折射率有极高的要求，因此石英玻璃被大量应用于光纤制造，主要产品有预制棒、炉芯管、石英管等。

(3)光学(占比约10%)︰石英玻璃构成的部件是光学仪器中的关键性元件。透明石英玻璃的光学性能好，折射率低，可以满足185-3500mu波段范围内任意透光波段，因此既可以作为光学仪器的透紫外材料也可以作为透红外材料，主要产品为制造摄谱仪、红外照相机、棱镜以及透镜。同时，石英玻璃具有很强的热稳定性，数值在800~1000°C之间,光学石英玻璃还广泛应用于高空高温照相，比如:高温作业窥视窗口、高精度测距仪以及大型天文望远镜。

(4)光伏(占比约7%)∶光伏领域生产加工环节中，石英玻璃制品为硬性耗材。石英玻璃所制造的石英绀竭凭借洁净、同质和耐高温的性能，一般作为熔融多晶硅料的盛装器具，用于后续拉制单晶硅棒/多晶硅锭的过程，是生产过程中的主要耗材。随着新能源产业的强劲发展，中国光伏产业规模不断壮大，天然石英产品尤其是石英绀竭产品的市场需求不断扩大。

(5)电光源(占比约4%)∶在电光源领域，石英玻璃电光源产品在家居、医疗、交通、娱乐等行业应用广泛。汽车照明用的氩灯，卫生消毒用的紫外线杀菌灯以及娱乐场所用的金属卤化物灯，都采用石英玻璃作为照明器具。

(6)军工:在航空航天领域，石英玻璃制品为宇宙飞船和航天飞机的核心元件。石英玻璃的密度小，抗压能力强且光学性能好，满足太空窗口材料滤紫外耐辐射的要求，避免高能射线照射下形成“色心”，被广泛应用于卫星及宇宙飞船，耐辐照的石英玻璃可以有效控制航天器姿态，高强度抗辐照玻璃盖片能为宇宙飞船的太阳能电池能源系统提供有效保护，此外，石英玻璃纤维隔热性能优良，介电性能好，被广泛用于机载天线罩用复合材料中。

石英玻璃的主要应用

石英玻璃的主要应用