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石英玻璃

石英玻璃是一种特殊的玻璃,只含有单一成分的二氧化硅。应时玻璃是由天然水晶应时制成的(水晶或纯的硅石),或者说合成硅烷是在高温下熔融制成的,它的形成是其熔体在高温下高粘度的结果。广泛用于制造半导体、电光源器、半导通信装置、激光光学仪器实验室仪器、电学设备、耐高温耐腐蚀的医疗设备和化学仪器、化工、电子、冶金、建筑材料和国防工业

石英玻璃石英玻璃
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概述定义 编辑本段

石英玻璃
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石英玻璃

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应时玻璃是一种含有单一二氧化硅成分的玻璃。这种玻璃的硬度可以达到莫氏7,而且耐高温、膨胀系数低、耐热震性、良好的化学稳定性和电绝缘性,能透过紫外线和红外线。除氢氟酸、除热磷酸外,对一般酸有良好的耐酸性。一般由晶体二氧化硅硅化物通过高温熔融或化学气相沉积制成。熔化方法包括电熔法、气炼法等。

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工艺分类 编辑本段

按工艺方法、用和外观来分类,如熔融透明的应时玻璃、连熔石英玻璃、气体精炼透明应时玻璃、合成石英玻璃、不透明石英玻璃、光学石英玻璃、半导体用应时玻璃、应时玻璃用作电光源,按透明度可分为透明和不透明两类。按纯度分为高纯、普通和掺杂三类。

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物理特性 编辑本段

纯度

纯度是应时玻璃的一项重要指标,对玻璃的理化性能和使用性能有很大影响,如析晶、高温强度、软化点、光的传导、热稳定性、化学稳定性、耐辐射性、荧光特性等;此外,半导体行业使用的应时玻璃纯度要求更高,微量杂质会对半导体材料的电性能寿命和集成度产生严重影响。因为要求半导体材料的纯度控制在ppb以下,所以应时玻璃要控制在ppm,以满足半导体工业的需要。B的分凝系数接近1,是最难去除的,也是最有害的杂质之一,Cu、Fe、Ti等影响半导体的少子寿命,k、Na、Li是在单晶材料中产生微缺陷的有害杂质。

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失透性

石英玻璃

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失透(又叫析晶性)这是应时玻璃的固有缺陷从热力学角度来看,应时玻璃的内能高于晶态应时,属于热力学不稳定的亚稳态当温度高于1000℃时,二氧化硅分子的振动加速,并在长时间后重新排列、定向便形成结晶。失透用晶核生长速率表示,不透明应时玻璃在1520℃、透明应时玻璃的晶化速率在1620℃达到最大值。结晶主要发生在表面,其次是内部缺陷,因为这些地方容易被污染,造成杂质离子特别是碱离子的局部堆积(如K、Na、Li、Ca、Mg等)进入网络后,粘度降低,失透加速。 Famous Encyclopedia String

电学特性

应时玻璃具有高介电强度和非常低的电导率,即使在高温下也是如此、在高电压高频率下,仍能保持较高的介电强度和电阻,在应用频段内几乎没有介电损耗,因此应时玻璃是一种优良的高温介质绝缘材料。在室温下,其电阻是普通玻璃的10倍,在所有频率下的介质损耗都很小,绝缘耐压强度高。

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热学性能

应时玻璃具有5的小热膨胀系数.5×10-(7 )℃,只有普通玻璃的1/12~1/20标准规定样品应烧至1200℃后迅速投入冷水中,重复三次以上不允许爆裂。应时玻璃在加入适量的钛后,也可以制成零膨胀系数的材料在激光技术中,、它已经在天文学和尖端技术中得到应用。 Famous Encyclopedia String

机械性能

应时玻璃的力学性能优于硬质玻璃和陶瓷,但脆性较差。应时玻璃的理论计算强度很高,约为24×103 MPa,但实测强度比这个值低几十倍。应时玻璃的强度随着温度的升高而增加,在退火温度附近达到最大值。应时玻璃的剪切模量、杨氏模量、阻尼、泊松比、一般来说,破坏模量随着温度的升高而增加,而硬度随着温度的升高而降低。

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应时玻璃还能抵抗宇宙辐射,不受核裂变产物的影响。

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化学性能

应时玻璃是一种酸性材料,除氢氟酸和热磷酸外,对任何酸都呈惰性,是最好的耐酸材料。在室温下,碱和盐对应时玻璃的腐蚀程度也很小,所以不排除在这些试剂中使用应时玻璃。透明的应时玻璃比不透明的应时玻璃具有更好的化学稳定性,因为后者暴露于腐蚀性溶液的表面积由于气泡的存在而增加。

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应用领域 编辑本段

用于制作半导体、电光源器、半导通信装置、激光光学仪器实验室仪器、电学设备、医疗设备和耐高温耐腐蚀的化学仪器用于化学工业、电子、冶金、广泛应用于建材和国防工业。 Famous Encyclopedia String

在化工方面:可用于燃烧高温耐酸气体、冷却通风装置,酸性溶液蒸发,冷却吸收,储存装置,蒸馏水、盐酸、硝酸、硫酸及其他理化实验用品的制备。

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在光学方面:应时玻璃和应时玻璃棉可用作火箭喷嘴航天器隔热罩和观察窗。 Famous Encyclopedia String

新型光源方面:做高压水银灯、长弧氙灯、碘钨灯、碘化铊灯、红外灯和杀菌灯。

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半导体方面:它是生产半导体材料和器件不可缺少的材料,如生长锗和硅单晶的坩埚、船形炉芯管和钟罩等。 qwbaike.cn

数据存储:

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在新技术领域中:用其声、光、电学的极佳性能、雷达上做超声波延迟线,红外跟踪测向,红外摄影、通迅、摄谱仪、分光光度计的棱镜和透镜、大型天文望远镜反射窗高温操作窗、反应堆、放射性装置;火箭和导弹的头锥喷管和天线罩:人造卫星的无线电绝缘部件,辐射;热平衡真空吸附装置精密铸造等。

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石英玻璃存储器
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数据存储:2012年9月26日,日立公司首席执行官中川宏Hiroshi Nakagawa在东京宣布,该公司开发出了应时玻璃数据存储技术,通过该技术,数据可以存储数亿年。

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与普通玻璃区别: www.qwbaike.cn

应时玻璃特种玻璃由二氧化硅制成,具有更高的硬度和透明度应时玻璃耐高温耐磨抗氧化,但普通玻璃不具备这些优点。 Famous Encyclopedia String

普通玻璃的主要成分是硅酸钠,而应时玻璃的主要成分是二氧化硅,这是不同的.

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有些人甚至认为“应时玻璃不应该算作玻璃”,理由:普通玻璃玻璃是二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙的混合物,而特种玻璃可以是纯二氧化硅、或者含铅的普通玻璃、硼、铷等元素 Famous Encyclopedia String

应时是纯硅石。

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普通玻璃的主要成分是硅酸钠、二氧化硅和硅酸钙,而应时玻璃的主要成分是二氧化硅,这是不同的

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有些人甚至认为“应时玻璃不应该算作玻璃”,理由:普通玻璃是二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙的混合物,而特种玻璃可以是纯二氧化硅、或者含铅的普通玻璃、硼、铷等元素。

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应时玻璃具有耐高温耐磨损和抗氧化的特性-应时玻璃 和普通玻璃不具备这些优势。

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使用须知 编辑本段

1、应时玻璃器皿是一种贵重材料,所以必须小心处理; Famous Encyclopedia String

2、各种应时玻璃都有一个最高使用温度,使用时不能超过,否则会结晶或软化变形;

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3、高温下使用的应时玻璃必须在使用前擦拭干净。可以用10%用氢氟酸或洗液浸泡,然后用高纯水清洗或用酒精处理。操作时戴上薄手套,不要用手直接接触应时玻璃; Famous Encyclopedia String

4、允许应时玻璃制品在高温下连续使用,有利于延长应时玻璃的寿命,提高其耐温性。相反,应时玻璃产品在高温下间歇使用,使用次数有限;

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5、虽然应时玻璃材料具有极高的热稳定性,但它可以承受剧烈的突然温差。但在实际使用中,由于残余应变和产品形状不同,热稳定性也不同,使用时要注意; Famous Encyclopedia String

6、应时玻璃是一种酸性材料,在高温下使用时应严格避免(如水玻璃、石棉、钾钠的化合物等)接触,否则会大大降低其抗结晶能力。 Famous Encyclopedia String

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