2020-09-04
熔融石英又稱石英玻璃。石英玻璃是玻璃態(tài)SiO2的統(tǒng)稱，英文稱作“Silica Glass”、“Quartz Glass”或“Vitreous Silica”,是以天然石英，包括硅石、水晶為原料，經(jīng)高溫熔融而制得的一種過冷液體，我國的石英玻璃產(chǎn)業(yè)隨著我國國防科技和軍事工業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展，石英玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量得到很大提高。江蘇省東海縣的石英原料儲量大，純度高，是中國的硅材料產(chǎn)業(yè)基地。作為我國熔融石英原料生產(chǎn)基地，東海年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熔融石英原料20萬余噸。
熔融石英因其具有優(yōu)良的物理化學性能，被廣泛應用于電子、電器、軍事、航空航天、光通訊、電光源、化學工程、冶金、儀器儀表、光學鏡頭、防腐材料、耐火材料、半導體集成電路、核工業(yè)、激光技術(shù)等高科技領域。
(1)電光源行業(yè)中的應用
電光源將電能轉(zhuǎn)化為光能，在日常照明、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防和科研等方面被廣泛應用。常見的低強度的節(jié)能燈、殺菌燈以及高強度的萊燈、鈉燈、金屬鹵化物燈、紅外線等、紫外線殺菌燈都是熔融石英電光源產(chǎn)品，殺菌燈被廣泛應用于飲食行業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)。
(2)光纖行業(yè)中的應用
熔融石英材料不僅是光纖預制棒的重要基礎材料，而且光纖生產(chǎn)的全過程也離不開熔融石英制品，好的原材料是生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的光纖產(chǎn)品的保障。高純?nèi)廴谑⒒茏鳛镸CVD、PCVD及其衍生工藝技術(shù)中的重要原材料尺寸和純度都有嚴格要求，比如說新層的沉積基管，要求為光導級。
(3)航空航天行業(yè)中的應用
熔融石英具有熱膨脹系數(shù)低、優(yōu)良的耐輻照性能，因此，在航空航天中被廣泛應用。美國康寧公司研制的代號7971熔融石英在0~200℃范圍平均線性熱膨脹系數(shù)為零，熱穩(wěn)定性好，密度低、剛度好、磨光性能好，用此熔融石英可制作直徑3.96m鏡坯用于大型天文望遠鏡。濾紫外線耐輻照熔融石英可以過濾紫外線保護內(nèi)部傳感器，熔融石英作為結(jié)構(gòu)件在太空飛船和航天飛機上被廣泛應用。
(4)電子信息、半導體行業(yè)中的應用
熔融石英制造業(yè)迅速崛起。在對單晶硅片進行摻雜、擴散、氧化、退化等關(guān)鍵工序中使用熔融石英擴散管;硅片外延工序使用的石英鐘罩;硅片酸洗和超聲波清洗工序使用的支架;控制單晶硅工序中使用的石英坩堝等。
(5)熔融石英在人造花崗石中的應用
人造花崗石是用樹脂、填充料、增強劑、硬化劑、內(nèi)部脫模劑等配料，調(diào)制混合料，注入所需形狀的模具，加熱固化而成，現(xiàn)已商品化，廣泛用于洗面和櫥柜臺面、洗面盆、浴盆等。
周忠華曾在《熔融石英在人造花崗石中的應用》中介紹了一種熔融石英并進行試驗，得出結(jié)論：在丙烯酸樹脂液中配合鈉離子濃度在2ppm以下、平均粒徑為3~50μm熔融石英填充料和硬化劑配料，制成的人造花崗石色調(diào)穩(wěn)定，透明性好，而且不降低耐水性和耐沸水性，表面硬度高，耐損傷性好。此外，海外一家企業(yè)利用熔融的取代原用石英，生產(chǎn)出耐水性和耐沸水性不降低，表面硬度和耐損傷性又高的人造花崗石。
(6)其他行業(yè)中的應用
超聲信號在熔融石英中的傳播速度比金屬小，延遲溫度系數(shù)低，可作為超聲延遲玻璃應用在雷達上。超聲波經(jīng)大型多邊形熔融石英多次反射可以延遲1微秒以上。通過被反射的雷達信號測定移動目標的方位，具有實際應用價值。
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