石英玻璃行業(yè)50年
1. 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防中的作用
石英玻璃是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要新材料。為電光源、電子、激光和航天航空等高技術(shù)領(lǐng)域提供了大量關(guān)鍵材料。石英玻璃是最優(yōu)
秀的玻璃材料,號(hào)稱玻璃之王。它具有優(yōu)秀的耐高溫特性,廣泛用于第二代,第三代新型照明光源,每年使用石英玻璃2000噸,生
產(chǎn)鹵鎢燈3億只、汞燈1500萬只,還用于制造氙燈,脈沖燈,原子光譜燈等現(xiàn)代科技不可缺少的光源;石英玻璃由純二氧化硅組成,
是電子工業(yè)不可缺少的高純材料,生產(chǎn)硅單晶用的坩堝,集成電路制造用的擴(kuò)散管及儀器器皿都是用石英玻璃制造的;熔石英玻璃微
粉膨脹系數(shù)小,純度高,強(qiáng)度大,是集成電路塑封料優(yōu)選添加劑;石英玻璃具有極低的光譜損耗,是制造光導(dǎo)纖維的主導(dǎo)材料;石英
玻璃具有從紫外到紅外寬的透過區(qū),耐急冷急熱性能好,是航天航空無可替代的光學(xué)材料;軍工配套用的石英玻璃纖維和摻雜石英玻
璃以及冶金用的石英玻璃陶瓷、化工用的耐酸石英玻璃管道;等等,石英玻璃產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。
2 .石英玻璃概述
石英玻璃是以含二氧化硅物質(zhì),如水晶、硅石、四氯化硅為原料經(jīng)高溫熔制而成。其二氧化硅含量比普通玻璃高得多,一般石英
玻璃二氧化硅含量在99.999%。
石英玻璃具有優(yōu)異的光學(xué)性能,不僅可見光透光度特別好,而且透紫外線,紅外線。
石英玻璃是良好的耐酸材料,除氫氟酸和300 以上的熱磷酸外,在高溫下,它能耐硫酸,硝酸,鹽酸,王水,中性鹽類,碳和硫
等侵蝕,其化學(xué)穩(wěn)定性相當(dāng)于耐酸陶瓷的30倍,相當(dāng)于鎳鉻合金和陶瓷的150倍,它耐高溫,耐熱震,熱膨漲系數(shù)特別小。
石英玻璃電學(xué)性能極佳,在常溫下,它的電阻相當(dāng)于普通玻璃的10 —10 倍,對(duì)全部頻率的介電損失很微小,絕緣耐壓強(qiáng)度大。
石英玻璃還具有耐宇宙射線和不透原子核裂變產(chǎn)物的性質(zhì)。
3.石英玻璃的用處
石英玻璃主要用于電光源,半導(dǎo)體,光學(xué)新技術(shù)等方面。
新型光源方面:做高壓水銀燈、長(zhǎng)弧氙燈、碘鎢燈、碘化鉈燈、紅外線燈和殺菌燈等。
半導(dǎo)體方面:是半導(dǎo)體材料和器件生產(chǎn)過程中不可缺少的材料,如生長(zhǎng)鍺,硅單晶的坩堝、舟皿爐芯管和鐘罩等。
在新技術(shù)領(lǐng)域中:用其聲、光、電學(xué)的極佳特性、做雷達(dá)上的超聲延遲線,紅外跟蹤測(cè)向,紅外照像、通訊、攝譜儀、分光光度
計(jì)的棱鏡,透鏡、大型天文望遠(yuǎn)鏡的反射窗,高溫作業(yè)窗、反應(yīng)堆、放射性裝置;火箭,導(dǎo)彈的鼻錐體,噴嘴和天線罩:人造衛(wèi)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。
石英玻璃還用于:化工、冶金、電工、科研等方面。
在化工方面:可做高溫耐酸性氣體的燃燒、冷卻和通風(fēng)裝置,酸性溶液的蒸發(fā),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(xué)實(shí)驗(yàn)用品。在高溫作業(yè)方面,可做光學(xué)玻璃的,坩堝燒成螢光體客氣,電爐爐芯管,氣體燃燒輻射體,
熱電偶保護(hù)管等。在化工方面,可做高壓高頻絕緣管,引波管等。
在光學(xué)方面:石英玻璃和石英玻璃棉可作火箭的噴咀,宇宙飛船防熱罩和觀察窗等,總之,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,石英玻璃
將在各個(gè)領(lǐng)域方面得到更加廣泛的應(yīng)用。
4.石英玻璃的性能
石英玻璃被人們稱為“玻璃王”,因?yàn)樗哂幸幌盗刑厥獾奈锢、化學(xué)性能。它具有優(yōu)良的耐高溫性能,其熔點(diǎn)與白金(鉑)的
熔點(diǎn)相近。熱膨脹率極小,在0—1000℃之間的平均華麗熱膨脹系數(shù)α=5.4×10-7,相當(dāng)于陶瓷的1/6,相當(dāng)于普通玻璃的1/20,石
英玻璃中摻入一定量的鈦,可以制成膨脹系數(shù)接近零的超低膨脹石英玻璃。石英玻璃具有極佳的光譜特性,不僅可以透過可見光,而
且可以透過紅外線、紫外線。石英玻璃是良好的耐酸材料,相當(dāng)耐酸陶瓷的30倍,相當(dāng)于不銹鋼(鎳鉻合金)的150倍。石英玻璃是
極好的電絕緣材料,它的電阻值相當(dāng)普通玻璃的1萬倍。石英玻璃屬脆性材料,耐壓強(qiáng)度很好,但抗張強(qiáng)度要小一些,石英玻璃不耐
氫氟酸,高溫條件下(1000℃以上)會(huì)轉(zhuǎn)變成方石英,這是它的二個(gè)缺點(diǎn)。石英玻璃可以制成高純材料,合成石英玻璃金屬離子總
量?jī)H為1ppm。石英玻璃的可貴之處在于它的綜合性能好。例如:它耐高溫而且膨脹系數(shù)小,把它燒紅了投入水中不炸裂;它耐高溫
而且透明,是透明的耐火材料;它耐高溫、透光性好、密閉性好,是新型電光源的最佳材料;它耐高溫、高純是制造集成電路的最佳
材料等等。
5.
透明石英玻璃使用中注意事項(xiàng):
石英玻璃制品,在使用前,必須用取離子水認(rèn)真清洗或用酒精擦洗干凈,清洗后嚴(yán)禁用手直接接觸,和防止落上灰塵,否則會(huì)使
石英玻璃失去高純度性,而直接影響使用壽命。
雖然石英玻璃的耐急冷急熱性能均非常好,但和其它物質(zhì)一起使用,必須考慮到其它物質(zhì)的膨脹系數(shù),否則就會(huì)造成破損。 |