简单说说石英玻璃

石英玻璃是由二氧化硅（SiO2）单一组份构成的特种工业技术玻璃，具有其他材料所没有的独特的性能，非常低的热导率、极好的抗热振性、很高的变形温度和软化温度、很低的热传导能力、介电损失，以及从紫外线到红外线的极宽的光谱范围内的光学透过能力。普通的石英玻璃是用天然水晶或硅石作原料经高温熔制而成的，高纯优质石英玻璃则使用无机或有机含硅的液体化合物（如SiCl4）经火焰水解或氧化合成工艺制成，纯度可达6个9以上。若在原料中加入微量元素，则可制成具有各种特殊性能的掺杂石英玻璃，比如低膨胀石英玻璃、耐辐照石英玻璃、透紫外线或红外线石英玻璃、滤紫外线石英玻璃等。
       石英玻璃的制造工艺大体上分为以下几种：
一、电熔工艺
       以电为动力源，通过电阻、电弧、中频感应、高频等离子等方式加热，熔融水晶粉制得的石英玻璃，国内编号JGS3，其特点是羟基含量小，但由于原料及熔制过程中带入较多金属杂质，导致透过率偏低。
二、气炼工艺
       采用氢气和氧气为热源熔融水晶粉制得石英玻璃
三、化学气相沉积合成工艺
       将气态SiCl4引入氢氧火焰中经过水解或氧化生成纳米级二氧化硅颗粒，经高温熔融沉积在基体上生成石英玻璃，国内编号JGS1，此种工艺合成的石英玻璃光学均匀性非常高，适宜做高级光学镜头、通讯光纤等、
四、高频等离子火焰合成工艺
       高频感应设备激发工作气体O2，无极放电产生高频氧等离子体，形成1600摄氏度以上的高温气氛，气态SiCl4由载料气体带入等离子火焰中，发生氧化反应生成纳米二氧化硅颗粒并熔融沉积在基体上。采用该工艺制成的石英玻璃纯度非常高，羟基含量在10ppm以下，微观结构接近石英玻璃的理想状态，可达到全光谱透过。
       石英玻璃应用所涉及的技术领域非常广泛，采用连续熔化工艺制造的小口径透明或者不透明石英玻璃管大量应用于电光源行业；气熔电炼两步法工艺制造的大口径管材和板材是半导体行业中重要的制备材料；高质量的透明石英玻璃大型材是光学工业最主要的原材料，特别是超大规模集成电路光刻技术用的光源投射系统和成像系统更是优质光学石英玻璃的主要应用领域；成像系统大口径石英玻璃光学镜头一只价格高达数百万美元；在激光武器的迅速发展过程中特种石英玻璃也起了重要作用，近年来激光核聚变技术发展很快，其中使用大口径高性能石英玻璃透镜达数千只。航天工业也需要使用既能抗辐射又具有高分辨率的石英玻璃窗口和照相镜头。神舟系列飞船的旋窗窗口所用材料就是掺杂了特定元素的石英玻璃，掺入TiO2有利于降低线性热膨胀系数，掺入钛（Ti）、铕（Eu）和铈（Ce）则可以满足滤紫外线、耐辐照的要求，飞行器上的姿态控制传感器也要用到特殊的石英玻璃。石英玻璃是由二氧化硅（SiO2）单一组份构成的特种工业技术玻璃，具有其他材料所没有的独特的性能，非常低的热导率、极好的抗热振性、很高的变形温度和软化温度、很低的热传导能力、介电损失，以及从紫外线到红外线的极宽的光谱范围内的光学透过能力。普通的石英玻璃是用天然水晶或硅石作原料经高温熔制而成的，高纯优质石英玻璃则使用无机或有机含硅的液体化合物（如SiCl4）经火焰水解或氧化合成工艺制成，纯度可达6个9以上。若在原料中加入微量元素，则可制成具有各种特殊性能的掺杂石英玻璃，比如低膨胀石英玻璃、耐辐照石英玻璃、透紫外线或红外线石英玻璃、滤紫外线石英玻璃等。
       石英玻璃的制造工艺大体上分为以下几种：
一、电熔工艺
       以电为动力源，通过电阻、电弧、中频感应、高频等离子等方式加热，熔融水晶粉制得的石英玻璃，国内编号JGS3，其特点是羟基含量小，但由于原料及熔制过程中带入较多金属杂质，导致透过率偏低。
二、气炼工艺
       采用氢气和氧气为热源熔融水晶粉制得石英玻璃
三、化学气相沉积合成工艺
       将气态SiCl4引入氢氧火焰中经过水解或氧化生成纳米级二氧化硅颗粒，经高温熔融沉积在基体上生成石英玻璃，国内编号JGS1，此种工艺合成的石英玻璃光学均匀性非常高，适宜做高级光学镜头、通讯光纤等、
四、高频等离子火焰合成工艺
       高频感应设备激发工作气体O2，无极放电产生高频氧等离子体，形成1600摄氏度以上的高温气氛，气态SiCl4由载料气体带入等离子火焰中，发生氧化反应生成纳米二氧化硅颗粒并熔融沉积在基体上。采用该工艺制成的石英玻璃纯度非常高，羟基含量在10ppm以下，微观结构接近石英玻璃的理想状态，可达到全光谱透过。
       石英玻璃应用所涉及的技术领域非常广泛，采用连续熔化工艺制造的小口径透明或者不透明石英玻璃管大量应用于电光源行业；气熔电炼两步法工艺制造的大口径管材和板材是半导体行业中重要的制备材料；高质量的透明石英玻璃大型材是光学工业最主要的原材料，特别是超大规模集成电路光刻技术用的光源投射系统和成像系统更是优质光学石英玻璃的主要应用领域；成像系统大口径石英玻璃光学镜头一只价格高达数百万美元；在激光武器的迅速发展过程中特种石英玻璃也起了重要作用，近年来激光核聚变技术发展很快，其中使用大口径高性能石英玻璃透镜达数千只。航天工业也需要使用既能抗辐射又具有高分辨率的石英玻璃窗口和照相镜头。神舟系列飞船的旋窗窗口所用材料就是掺杂了特定元素的石英玻璃，掺入TiO2有利于降低线性热膨胀系数，掺入钛（Ti）、铕（Eu）和铈（Ce）则可以满足滤紫外线、耐辐照的要求，飞行器上的姿态控制传感器也要用到特殊的石英玻璃。