石英玻璃的品質很難保證嗎? 這些細節你可能忽略了

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石英玻璃的性能主要受原料和生產過程的影響。 如果原料純度不夠,生產出來的石英玻璃就會出現各種問題。 氣泡線、雜質、羥基含量高、結晶嚴重都會導致性能不合格。 。 如果製程控制不嚴格,就會出現羥基、內應力、條紋和微觀結構缺陷,也會降低石英玻璃材料的性能指標。

1.原料中的雜質

鹼金屬元素:Li、Na、K等鹼金屬在熔融石英玻璃的結構中具有強烈的助熔作用,在高溫應用中引起失透、變形等現象; 其次,鹼金屬會影響石英玻璃的熱性能和光學性能,降低電光源、半導體等的使用壽命; 此外,鹼金屬也會增加石英玻璃的介電係數和介電損耗,影響石英玻璃的介電特性和機械強度。

過渡金屬元素:過渡金屬元素Fe、Cr、Mn、Ni、Cu等具有各種氧化態,常以某種顏色出現,對熔融石英玻璃的品質影響特別嚴重。 例如,微量的過渡金屬元素會降低熔融石英玻璃的電導率,對儀器的可靠性和可預測性產生負面影響。 也會造成污點或高溫變色,影響透光性能。

Al、B、Ti等元素:石英中Al、B、Ti的含量與礦床地質有直接關係。 Al、B、Ti進入石英晶格形成牢固的化學鍵,是石英中最難去除的雜質元素。 這些元素含量過多會嚴重影響石英玻璃的結晶行為,導致石英玻璃硬而脆,降低其強度。

夾雜物雜質:天然石英通常含有礦物夾雜物。 石英內的礦物包裹體和熔體包裹體顆粒極細,被石英緊密包裹。 很難透過礦物加工去除它們而不破壞石英晶體。 流體包裹體對高純度石英的影響首先表現在流體包裹體富含金屬離子,這是影響石英純度的主要因素之一。

2. 羥基

石英玻璃中的雜質和結構決定了其物理和化學性能,羥基的存在改變了石英玻璃網狀結構的連續性,從而影響其性能。 羥基的存在會降低石英玻璃的化學穩定性、結構強度、耐熱性和光學均勻性。

3. 氣泡

流體包裹體在石英熔化過程中不會完全爆炸,熔化前未爆炸的流體包裹體會在熔融石英玻璃中形成氣泡缺陷。 熔融石英的黏度非常高,使得氣泡難以去除。 因此,石英玻璃製備需要採用夾雜物或噴砂夾雜物數量少、雜質含量低的原料。

總之,石英玻璃品質不好主要有兩個面向。 一是原料的純度,二是生產流程。 我們必須從石英原料的加工和石英玻璃生產的核心技術入手,提升石英玻璃的性能。

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