第一章石英玻璃
石英玻璃
光学石英玻璃石英玻璃石英玻璃有透明和不透明石英玻璃两种，透明和不秀明石英玻璃是工业和科研使用的最有经济价值的材料。
其制造（采用熔炼方法）所用的原料为水晶或高纯、超高纯石英砂（透明石英玻璃）和白色石英砂（不透明石英玻璃）。
这两种原料都存在于自然界，它的成份为最纯的SiO2所组成。
石英玻璃和水晶具有相同的化学成份，但在结构上大不相同。
一个是玻璃态，另一个是晶态。
水晶经不起高温热冲击，它遇高温就会破裂并转化成其它晶体变态，而石英玻璃经得起极高温的冲击。
制造透明石英玻璃和不透明石英玻璃要求在高温下进行，因为结晶SiO2在1713℃以上才能熔化。
2．3．1.石英玻璃概述石英玻璃在国外已有160多年历史，1839年法国人首先用氢氧燃烧火焰熔化石英制造石英玻璃，1902年英国人用石墨棒通电获得高温（称为单棒电熔炉）制造石英玻璃，二十世纪40年代发明了电熔连熔炉，50年代随着半导体技术和新型电光源的发展（急需大量石英玻璃），石英玻璃才迅速发展起来。
因为石英玻璃的生产技术难度大，直到目前能够大量生产石英玻璃的国家仅有美国、德国、法国、日本、英国、中国等少数国家。
我国石英玻璃研究始于1957年，在中华人民共和国成立之前是空白。
1956年国家制定12年科技发展规划，要求发展国防急需的57项重点研究任务，解决二弹一星用的新型高性能材料，为研究原子弹、导弹、人造卫星做好物质准备。
石英玻璃是第26项和第40项任务书中指定要研究的内容，任务是下达给当时的国家建筑材料综合研究所。
我国石英玻璃的发展大体可分为5个阶段：1957—1961年为开创阶段，以研究工艺制造方法为主；1962—1966年为形成产业阶段，在此期间完成很多军工任务，民品产量和质量也有很大提高，已初步形成产业；1978—1988年为改革创新时期，高新技术用石英玻璃，如：大规模集成电路用高纯耐高温石英玻璃管、高纯涂层坩埚、电弧法坩埚、光通信用石英玻璃、激光用石英玻璃等都是这一时期研究并大量生产的；1989—2000年为引进国外先进技术、技术创新、增加品种和产量等大发展时期，最为突出的是东海县发展成为电光源用石英玻璃生产基地，年产石英玻璃达6000吨（其中优质品2000余吨），质量极大的提高，成本几倍的下降，技术装备显著的改进。
石英玻璃技术要求pv≤0.25
石英玻璃技术要求pv≤0.251.引言1.1 概述石英玻璃是一种具有高纯度、高透明度和高耐高温性能的无机材料，是目前应用非常广泛的一种玻璃材料。
其由纯度高达99.9以上的二氧化硅(SiO2)组成，没有任何杂质的存在，因此具有优异的光学特性和化学稳定性。
石英玻璃的高透明度使其成为一种理想的光学材料，在光学制造、光学器件以及光学通信等领域得到广泛应用。
其良好的光学特性使得石英玻璃能够传递高能量的光束，对于激光技术、光谱分析等有着重要的作用。
此外，石英玻璃还具有优异的耐高温性能，可以在高温环境下长时间稳定地工作。
这一特点使得石英玻璃被广泛应用于石化、化工、冶金等领域，例如制造化学反应器、石油钻探设备以及高温反应装置等。
为了确保石英玻璃材料的质量和性能，技术要求非常严格。
其中，最关键的要求之一是当PV值（即光学自适应度）小于等于0.25时石英玻璃材料才符合标准。
PV值是指通过对玻璃表面的测量得到的一种参数，用来评估光束经过玻璃表面时光学畸变的程度。
较低的PV值意味着光束经过石英玻璃时的能量损失较小，从而保证了光学器件的精确度和稳定性。
总的来说，石英玻璃是一种高纯度、高透明度和高耐高温性能的重要材料，具有广泛的应用前景。
为保证其质量和性能，PV值≤0.25成为了石英玻璃技术要求的重要指标。
随着科技的不断进步和应用领域的扩大，石英玻璃的技术要求也将不断提高，为石英玻璃行业的发展带来更多的机遇和挑战。
1.2文章结构文章结构部分主要介绍了文章的整体结构和各个部分的内容安排。
在这部分内容中，我们可以简要介绍文章的组成部分，并说明每个部分的重点内容。
文章结构部分的内容可以如下所示：2.正文本部分详细介绍了石英玻璃技术要求，包括石英玻璃的定义和特点以及具体的技术要求。
通过对这些内容的深入探讨，读者可以全面了解石英玻璃技术要求的背景和关键要素。
2.1 石英玻璃的定义和特点在这一部分，我们将介绍石英玻璃的定义和其具有的特点。
第一章石英玻璃解读
思考题：
1. 晶态SiO2与非晶态SiO2的类同和差异？
2. （OH－）和杂质对石英玻璃的粘度、机械强度、电 学性质、光学性质有何影响？
3. 石英玻璃能否钢化？为什么？
2. 晶态与非晶态SiO2的异同：
a. 同：石英、方石英、鳞石英和石英玻璃中[SiO4]4-四面 体几乎总是以顶角相连。 异：在纤维状的晶态SiO2变体中[SiO4]4-以共棱相连； 在高压晶相石英中[SiO4]4-以八面体[SiO6]8-出现。 b. 同：石英玻璃与方石英最为相似，SiO2方石英 SiO2玻璃， 熔融熵仅为1cal/mol。 异：晶态：排列有序；非晶态：近程有序，远程无序。 c. 紫外光电子能谱和电子能量损耗谱（ELS）表明：晶态 与非晶态SiO2光吸收和反射数据，其电子跃迁均在四面 体内部进行。
石英玻璃的介电常数曲线
石英玻璃的电导率曲线
石英玻璃的电阻率曲线
3. 热学性质：
a. 耐温性：
石英玻璃的耐高温性能，远远超过任何一种玻璃。 T熔＝1713℃，T软＝1580℃±10℃，T退火＝1140 ℃±10℃。 短时间可在1450℃高温下使用，常可在1000℃以上、不透明则在 900℃使用。
1. 高纯石英玻璃：SiO2六个九～七个九，光谱仪、分光光度计、 荧光计零件； 2. 石英纤维和石英棉：（Φ ∝3～25 μ m）宇宙飞船防热罩、太 阳能电池遮盖材料、 光通讯用光导纤维； 3. 低膨胀石英玻璃：（加入钛等，可使α ∝0）原子钟腔体，宇宙 飞行器窥窗； 4. 吸收紫外线石英玻璃：（加入Cr、V、Ni、Co、Mn、Cu） 杀菌（医、食）石英玻璃、日光（坑道采光）石英玻璃； 5. 荧光石英玻璃：分析蛋白质的化学组成，食品、药物、塑料等 的检测； 6. 石英陶瓷：石英玻璃废料经粉碎、成型、烧结而成； 7. 乳白石英玻璃：（4～8 μ m、11 μ m后有较强的选择反射光 谱带）远红外辐射电加热器材料。
石英玻璃 光学透过率
石英玻璃光学透过率
石英玻璃是一种高纯度的无色透明玻璃，具有优异的光学性能。
它的光学透过率非常高，可以达到99.9%以上，因此被广泛应用于光学仪器、光学器件、光学通信等领域。
石英玻璃的高透过率主要是由于其化学成分和晶体结构的特殊性质所决定的。
石英玻璃主要由二氧化硅（SiO2）组成，其晶体结构为四面体结构，具有高度的对称性和均匀性。
这种结构使得石英玻璃具有非常高的折射率和透过率，能够有效地传递光线。
除了化学成分和晶体结构的特殊性质外，石英玻璃的制备工艺也对其光学透过率产生了重要影响。
石英玻璃的制备需要高温熔融和高压处理，这些过程会影响石英玻璃的晶体结构和化学成分，从而影响其光学性能。
因此，制备高质量的石英玻璃需要严格的工艺控制和优化。
石英玻璃的高透过率使得它在光学领域有着广泛的应用。
例如，在光学仪器中，石英玻璃可以用于制作透镜、棱镜、窗口等光学元件，能够有效地传递和聚焦光线，提高仪器的精度和灵敏度。
在光学通信中，石英玻璃可以用于制作光纤，能够有效地传输光信号，实现高速、高带宽的通信。
石英玻璃的光学透过率非常高，是其在光学领域得以广泛应用的重要原因之一。
随着科技的不断发展，石英玻璃的应用领域也将不断
扩大和深化。
石英玻璃制作工艺流程
石英玻璃制作工艺流程
嘿，咱今儿就来说说石英玻璃制作工艺流程这档子事儿。
你想啊，石英玻璃那可是个宝贝，用处可多了去了。
那它是咋来的呢？
先得有高质量的石英原料，这就好比做饭得有好食材一样。
然后呢，把这些石英原料进行粉碎，就跟咱平时把豆子磨碎一个道理。
接下来，把粉碎后的石英粉进行配料，这可是个技术活，得精确得不能再精确，就像调鸡尾酒，比例得恰到好处。
再之后就是熔化啦，这一步可关键了，得在高温熔炉里让石英粉们慢慢融合在一起，变成那亮晶晶的液体。
你说这像不像一群小伙伴经过一场冒险后变得亲密无间？
然后把这熔化的石英液体小心地成型，这可得有耐心和技巧，不能有一点儿马虎，不然出来的东西可就不漂亮啦。
成型后还不算完事儿，还得进行退火，让石英玻璃的结构更稳定，就像人跑完步得慢慢放松一样。
这一系列操作下来，一块完美的石英玻璃就诞生啦！你说神奇不神奇？
咱再想想，这制作石英玻璃不就跟盖房子似的嘛，石英原料就是砖头，配料就是设计图纸，熔化就是打地基，成型就是砌墙，退火就是装修。
你看看，是不是很形象？
这石英玻璃啊，在好多地方都大显身手呢。
在高科技领域，那可是不可或缺的存在。
没有它，好多先进的玩意儿都玩不转呢！
所以啊，可别小看了这石英玻璃制作工艺流程，这里面的学问大着呢！每一个步骤都得精心对待，才能做出高质量的石英玻璃。
这就跟咱过日子一样，每一步都得认真走，才能过得有滋有味。
咱得向那些制作石英玻璃的师傅们致敬，他们可真是了不起！他们用自己的双手和智慧，创造出了这么好的东西。
咱也得学习他们的精神，在自己的生活里努力奋斗，创造属于咱自己的精彩，你说是不是这个理儿？。
化验员读本第一章、第二章重点1
第一章一般仪器第一节玻璃仪器一、玻璃仪器的洗涤方法（一）洗涤仪器的步骤（1）水刷洗准备一些用于洗涤各种形状仪器的毛刷，如试管刷、烧杯刷、瓶刷等。
首先用毛刷蘸水刷洗仪器，用水冲去可溶性物质及刷去表面粘附的灰尘。
（2）用低泡沫洗涤液刷洗用低泡沫洗涤液和水摇动、必要时可加入滤纸碎块，或用毛刷刷洗，温热的洗涤液去油能力更强，必要时可短时间浸泡。
去污粉因含有细砂等固体摩擦物，有损玻璃，一般不要使用。
冲净洗涤剂，再用自来水洗三遍。
将滴管，吸量管、小试管等仪器浸于热水的洗涤剂水溶液中，在超声波清洗机液槽中超洗数分钟，洗涤效果极佳。
洗净的仪器倒置时。
水流出后器壁应不挂水珠。
至此再用少量纯水涮洗仪器三次，洗去自来水带来的杂质，即可使用。
（二）各种洗涤液的使用针对仪器沾污物的性质，采用不同洗涤液通过化学或物理作用能有效地洗净仪器。
（三）砂芯玻璃容器的洗涤（1）新的滤器使用前应以热的盐酸或铬酸洗液边抽滤边清洗，再用蒸馏水洗净。
可正置或倒置用水反复抽洗。
（2）针对不同的沉淀物采用适当的洗涤剂先溶解沉淀，或反置用水抽沉淀物，再用蒸馏水冲洗干净，在110℃烘干，升温和冷却过程要缓慢进行，以防裂损。
然后保存在无尘的柜或有盖容器中。
（四）吸收池（比色皿）的洗涤吸收池（比色皿）是光度分析最常用的器件，要注意保护好透光面，拿取时手指应捏住毛玻璃面，不要接触透光面。
玻璃或石英吸收池在使用前要充分洗净，根据污染情况，可以用冷的或温热的（40～50℃）阴离子表面活性剂的碳酸钠溶液（2%）浸泡，可加热10min左右。
也可用硝酸、重铬酸钾洗液（测Cr和紫外光区测定时不用）、磷酸三钠、有机溶剂等洗涤。
对于有色物质的污染可用HCl（3mol/L）-乙醇（1+1）溶液洗涤。
用自来水、实验室用纯水充分洗净后倒立在纱布或滤纸上控去水，如急用，可用乙醇、乙醚润洗后用吹风机吹干。
光度测定前可用柔软的棉织物或纸吸去光学窗面的液珠，将擦镜纸折叠为四层轻轻擦拭至透明。
石英玻璃生产工艺
石英玻璃生产工艺
石英玻璃是一种高纯度的玻璃材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于光学器件、电子元器件、化学仪器等领域。
下面介绍石英玻璃的生产工艺。
首先，石英石（SiO2）是石英玻璃的主要原料，通常通过石英砂的提取获得。
石英矿石经过破碎、洗选等处理，去除其中的杂质，得到高纯度的石英砂。
接着，将石英砂与一定比例的碱金属碳酸盐（如碳酸钠）和若干辅助物质（如碳酸铅）混合。
该混合物称为原料坯料。
然后，将原料坯料放入玻璃电炉中进行熔化。
熔化温度通常高达数千摄氏度。
在熔化过程中，碱金属碳酸盐将分解，并与石英砂发生反应，生成石英玻璃。
熔化完成后，将熔融的玻璃液浇注在金属模具中，通过常规的凯鲁法造型或挤压法造型，使玻璃液形成所需的形状。
然后，通过快速冷却，使玻璃迅速凝固，并固定形状。
接下来，对固化的玻璃进行退火处理，以消除内部应力，提高玻璃的物理性能和化学稳定性。
退火温度和时间的控制非常重要，需要根据具体的产品要求进行调整。
最后，对退火后的玻璃进行切割、打磨、抛光等加工工艺，使其满足最终产品的要求。
这些加工工艺涉及到精密的机械设备和技术，需要非常仔细和耐心。
总的来说，石英玻璃的生产工艺包括原料处理、熔化、成型、冷却、退火和加工等多个环节。
每个环节都需要严格控制温度、时间和工艺参数，以确保最终产品的质量。
石英玻璃具有许多优点，如高透明度、优异的热稳定性、化学稳定性和机械性能等，因此在各种领域得到广泛应用。
随着技术的不断进步，石英玻璃的生产工艺也在不断改进和创新，以满足不同领域对玻璃产品的需求。
石英玻璃和普通玻璃成分
石英玻璃和普通玻璃成分嘿，朋友们！今天咱来聊聊石英玻璃和普通玻璃这俩玩意儿。
你说这石英玻璃啊，那可真是玻璃家族里的“贵族”呢！它就像是一个特别厉害的武林高手，有着自己独特的功夫。
石英玻璃主要成分是二氧化硅，纯度那叫一个高呀！这就好比是一碗纯净的泉水，没有一点儿杂质。
它耐高温，就像一个不怕火烤的勇士，不管多高的温度都能扛得住。
你想想看，一般玻璃遇到高温可能就软了、化了，可石英玻璃不一样，它在高温下依然稳稳当当的，厉害吧！而且它的化学稳定性也超强，不容易和其他东西发生反应，简直就是个“独行侠”，特立独行。
再看看普通玻璃，它就像是我们身边的老伙计，普普通通但又不可或缺。
普通玻璃成分也有二氧化硅，不过可没石英玻璃那么纯啦。
它虽然没有石英玻璃那么厉害的耐高温和化学稳定性，但在我们的日常生活中那也是用处多多呀。
窗户上的玻璃、杯子呀，这些可都是普通玻璃的身影呢。
它就像是一个随和的朋友，能适应各种环境。
咱打个比方吧，石英玻璃就像是一辆超级跑车，性能超强但价格也高；而普通玻璃呢，就像一辆经济实用的小汽车，虽然没那么牛，但能满足我们的基本需求。
你说，这俩是不是各有各的好呀？石英玻璃在一些高科技领域那可是大显身手呢，比如在半导体制造中，那可是发挥着重要作用。
普通玻璃呢，虽然没有那么高大上，但给我们的生活带来了很多便利呀。
你说要是没有普通玻璃，我们的窗户该用啥呀？要是没有石英玻璃，那些高科技设备又该怎么办呢？所以呀，它们俩都很重要，谁也少不了谁。
我们的生活不就是这样嘛，有像石英玻璃那样高大上的东西，也有像普通玻璃这样平凡却实用的东西。
它们共同构成了我们丰富多彩的世界。
我们要珍惜它们，也要好好利用它们，让它们为我们的生活增添更多的色彩和便利。
这就是我对石英玻璃和普通玻璃的看法，你们觉得呢？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
石英玻璃及原料中羟基的研究
石英玻璃及原料中羟基的研究石英玻璃是一种广泛应用于光学、电子、化工等领域的重要材料，其特性主要受到原料中羟基的影响。
本文将从石英玻璃的制备、结构以及原料中羟基的研究等方面进行探讨。
一、石英玻璃的制备石英玻璃的制备过程主要包括原料选取、熔融和成型三个步骤。
其中，原料的选择对石英玻璃的质量和性能起着至关重要的作用。
常用的石英玻璃原料主要有高纯石英砂、石英粉、石英块等。
石英砂是石英玻璃的主要原料，其主要成分是SiO2。
而羟基则是石英玻璃中的一种重要杂质，它会对石英玻璃的结构和性能产生一定的影响。
二、石英玻璃的结构石英玻璃属于非晶态材料，其结构由无规则排列的SiO4四面体构成。
其中，羟基的存在会引起石英玻璃结构的变化。
研究表明，羟基会与SiO4四面体发生化学键的形成，从而影响了石英玻璃的结构稳定性和物理性质。
此外，羟基的含量和分布也会对石英玻璃的结构和性能产生一定的影响。
三、原料中羟基的研究原料中羟基的研究是石英玻璃制备过程中的一个重要方面。
研究表明，原料中羟基的含量和分布对石英玻璃的结构和性能有重要影响。
因此，准确测定原料中羟基的含量和分布是研究石英玻璃的关键。
常用的研究方法主要有红外光谱、核磁共振和质谱等。
通过这些方法可以对原料中羟基的含量和分布进行准确测定，从而为石英玻璃的制备提供科学依据。
四、石英玻璃的应用石英玻璃由于其优异的物理和化学性能，被广泛应用于光学、电子、化工等领域。
例如，在光学领域，石英玻璃可用于制备光学镜片、光纤等；在电子领域，石英玻璃可用于制备半导体材料、集成电路等。
而原料中羟基的研究则为石英玻璃的应用提供了理论基础。
总结：石英玻璃的制备、结构以及原料中羟基的研究是一个复杂而又重要的课题。
研究表明，原料中羟基的含量和分布对石英玻璃的结构和性能有重要影响。
因此，在石英玻璃的制备过程中，需要准确测定原料中羟基的含量和分布，并进行相应的调控，以获得具有良好性能的石英玻璃材料。
希望本文对石英玻璃及原料中羟基的研究有所启示，为相关领域的研究提供一定的参考。
石英玻璃发展历史
石英玻璃发展历史近年来，随着我国人民经济的连续衰弱增添，我国石英玻璃管加工整体实力一直进步，在海内市场的影响力和竞争力日益浮现。
如今，我国已经成为世界石英玻璃管加工大国，目前正在踊跃向世界石英玻璃管加工强国迈进。
然而其中也涌现了一些问题，对铝加工工业来说，既是挑衅也是开展的时机。
节能减排义务沉重，技巧经济指标达标任重道远2007年，国度发改委宣布了《铝行业准入条件》，春运结束后各地方的产业经济不只进一步进步了铝加工行业的准入门槛，而且请求现有铝加工企业各项技巧经济指标综合能耗、金属消费和成品率等到达规则门槛。
我国铝加工行业近几年技巧经济指标与门槛程度除熔铸成品率已达标外，其余各项指标均有较大差距，尤其是综合能耗，要达标非常艰难。
个别产品多，高级产品少，缺乏世界品牌和着名企业从2005年我国石英玻璃管已是出口大于出口，然而咱们出口的多是个别中高级产品，而出口的多是高科技产品。
而且我国多是仿造国外的合金和种类，本人翻新的合金和奇特的种类很少。
据统计，铝及铝合金共有300多个海内牌号，中国直到2007年3月份才只要一个，其余诸如铜及铜合金等，中国也都没有注册的海内牌号。
实践上，至今除中国铝业公司外，中国缺乏海内外公认的着名企业，也还没有一个海内外公认的石英玻璃管世界品牌。
中国铝加工企业范围小、数量多、粗放化程度低。
随着市场经济开展，经过优越劣汰、兼偏重组整合后，挤压企业若能增添到350左右、轧制企业增添到150个左右、铝箔企业增添到50个左右，则有利于造成大中小企业搭配合理的优化构造。
企业素养偏低，自主翻新才能较弱企业素养偏低体如今治理水温和翻新才能低，而员工素质偏低则重要体如今操作程度低、翻新才能弱，进步企业素养与员工素质是石英玻璃管加工企业面临的最大挑衅之一。
投资具备自觉性，连续疾速开展涌现过热偏向中国与世界经济一体化程度在日益加深，成为世界制作业基地的程度也在日益扩张。
作为人民经济建立基础原资料的石英玻璃管只要随着经济的开展而增添，才能满意经济开展的须要。
石英玻璃的基础知识点
石英玻璃的基础知识点石英玻璃是一种常见的无机非金属材料，具有高硬度、耐热性和化学稳定性，被广泛应用于光学、电子、化学等领域。
下面将逐步介绍石英玻璃的基础知识点。
1.石英玻璃的定义：石英玻璃是一种由二氧化硅（SiO2）组成的无机非金属材料。
它具有类似于普通玻璃的透明性和光泽，但比普通玻璃更坚硬，更耐热。
2.石英玻璃的制备方法：石英玻璃的制备主要有两种方法，即熔融法和溶胶-凝胶法。
熔融法是将高纯度的二氧化硅加热至熔点，然后冷却成型。
溶胶-凝胶法是通过溶剂处理硅源，使其形成胶体溶液，然后通过热处理使其凝胶化，最后进行热处理得到石英玻璃。
3.石英玻璃的特性：石英玻璃具有许多独特的物理和化学特性。
首先，它具有优异的光学性能，能够透过大部分可见光和紫外线。
其次，石英玻璃具有高硬度和抗高温性能，能够耐受高温条件下的应用。
此外，石英玻璃还具有良好的化学稳定性，能够抵抗大多数酸和碱的侵蚀。
4.石英玻璃的应用领域：由于其独特的物理和化学特性，石英玻璃被广泛应用于多个领域。
光学方面，石英玻璃可用于制造光学镜头、光纤和激光器件等。
电子方面，石英玻璃可用于制造半导体器件和太阳能电池板。
化学方面，石英玻璃可作为化学仪器和实验室仪器的材料，具有良好的抗腐蚀性能。
5.石英玻璃的保养和使用：为了保持石英玻璃的良好性能和外观，需要注意以下几点。
首先，避免与硬物接触，以免刮花石英玻璃的表面。
其次，避免与强酸、强碱等化学物质接触，以免腐蚀石英玻璃。
最后，对于高温石英玻璃，避免突然的温度变化，以免热震破裂。
总结起来，石英玻璃是一种常见的无机非金属材料，具有高硬度、耐热性和化学稳定性。
通过熔融法和溶胶-凝胶法可以制备石英玻璃。
石英玻璃具有优异的光学性能和耐高温性能，在光学、电子和化学等领域有广泛应用。
为了保持石英玻璃的良好性能和外观，需要注意其保养和使用方法。
石英玻璃用途
石英玻璃用途石英玻璃是一种具有广泛用途的特种玻璃材料。
它以优异的物理性能和化学稳定性而闻名，被广泛应用于光学、电子、通信、化工、医疗等领域。
本文将从不同角度介绍石英玻璃的用途。
一、光学领域石英玻璃在光学领域具有重要的应用价值。
它具有高透过率和较低的光学散射，可以制作高质量的光学器件。
石英玻璃可以作为光学窗口、透镜、棱镜等元件的材料。
它的优异耐高温性能使得石英玻璃可以应对高功率激光的照射，被广泛应用于激光器、光纤通信系统等领域。
二、电子领域石英玻璃在电子领域有着重要的应用。
它具有较高的绝缘性能和热稳定性，可以作为电子器件的封装材料。
石英玻璃还可以制作电子显微镜的窗口和封装器件，用于观察和保护电子元件。
此外，石英玻璃还可以用于制作半导体设备的反射镜、光罩等关键部件。
三、通信领域石英玻璃在通信领域有着广泛的应用。
它是光纤的重要材料，可以制作光纤的芯和包层。
石英玻璃的高透过率和低损耗使得光信号可以在光纤中传输数百公里而不衰减。
在光纤通信系统中，石英玻璃还可以作为光纤连接器、光纤耦合器等器件的材料。
四、化工领域石英玻璃在化工领域有着广泛的应用。
它具有优异的耐酸碱性能，可以耐受强酸、强碱的侵蚀。
因此，石英玻璃常被用作化学仪器的材料，如反应釜、试管、管道等。
石英玻璃还可以用于制备高纯度的化学试剂和药品。
五、医疗领域石英玻璃在医疗领域有着重要的应用。
它具有良好的生物相容性，不会对人体产生有害影响。
石英玻璃可以制作医疗器械的外壳、窗口等部件。
石英玻璃还可以用于制备人工晶体、人工眼角膜等医疗器械。
石英玻璃是一种多功能的特种玻璃材料，广泛应用于光学、电子、通信、化工、医疗等领域。
它的物理性能和化学稳定性使得石英玻璃成为许多高端器件和设备的重要材料。
随着科技的不断发展，石英玻璃的应用领域还将不断拓展，为人类的生活和工作带来更多便利和创新。
光纤维的主要成分
光纤维的主要成分
嘿，朋友们！今天咱来聊聊光纤维的主要成分呀。
你说这光纤维，就像我们生活中的一条神奇的线，能让信息跑得飞快！那它主要是由啥组成的呢？这可太重要啦！
其实啊，光纤维的主要成分就是石英玻璃。
哎呀，这石英玻璃可了不起了呢！就好像是光纤维的灵魂呀。
你想想，没有这灵魂，光纤维还能那么厉害地传输信号吗？肯定不行呀！
石英玻璃就像是一个超级稳定的小卫士，坚守在光纤维里面。
它特别纯净，没有一点杂质来捣乱，让光信号可以畅通无阻地通过。
这就好比是一条笔直的大道，没有任何障碍物，车开起来那叫一个顺畅！
而且啊，石英玻璃还特别耐高温、耐腐蚀。
这可太重要啦！要是它不耐高温，那稍微热点不就化了呀？要是不耐腐蚀，那遇到点啥不好的东西不就完蛋啦？所以说呀，这石英玻璃真的是光纤维的坚强后盾呢！
你再看看我们现在的生活，到处都离不开光纤维呀。
我们能这么快地刷视频、打电话、上网，不都是因为有光纤维在背后默默工作嘛！那这一切的基础，不就是那神奇的石英玻璃嘛！
你说要是没有石英玻璃，我们的生活会变成啥样呢？哎呀呀，简直不敢想象呀！说不定我们还在用着慢吞吞的网络，着急得不行呢！
所以呀，可别小看了这光纤维的主要成分石英玻璃哦！它可是为我们的现代生活立下了汗马功劳呢！我们得好好珍惜它，感谢它给我们带来的便利呀！这就是光纤维的主要成分的厉害之处，你说是不是呢？。
石英玻璃介绍
•石英玻璃介绍石英玻璃是一种只含二氧化硅(SiO2)单一成份的高纯特种工业技术玻璃。
由于其具有其他材料不能取代的一系列特殊性能，既非常低的热导率，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，很低的介电损失和从紫外线到红外线的极宽的光谱范围内的光学透过能力。
使其在现代工业和高科技领域发挥了非常重要的作用。
力学性能石英玻璃是脆硬材料，其抗拉强度很低而抗压强度很高，后者是前者的20倍。
热学性能（1）石英玻璃线膨胀系数 石英玻璃的线膨胀系数（5.5×10-7/℃）比所有材料的线膨胀系数都低，经过掺杂的石英玻璃甚至可以达到零膨胀。
（2）石英玻璃抗热振性 由于石英玻璃的热膨胀系数小，只有普通玻璃的1/12～1/20。
故其有着非常好的抗热振性能，石英玻璃试样灼烧到1200℃后急速投到20℃水中，反复三次以上不允许炸裂。
（3）石英玻璃导热系数（4）石英玻璃比热光学性能石英玻璃的光学性能有其独到之处，它既可以透过远紫外光谱，是所有透紫外材料最优者，又可透过可见光和近红外光谱。
用户可以根据需要，从185-3500mμ波段范围内任意选择所需品种。
由于石英玻璃耐高温，热膨胀系数极小，化学热稳定性好，气泡、条纹、均匀性、双折射又可与一般光学玻璃媲美，所以它是在各种恶劣场合下工作具有高稳定度光学系统的必不可少的光学材料。
电学性能石英玻璃只要的电学特性是高的介电场强度，很低的介电损失和很低的导电性。
所以广泛用于制造高频高压绝缘子，特别是在高温和承受较高机械应力的场合更为适用。
（耐击穿电压11千伏/毫米）化学性能石英玻璃属酸性材料，除氢氟酸和热磷酸外，对其它任何酸均表现为惰性，是最好的耐酸材料。
相对于普通玻璃来说，石英玻璃不吸湿，不风化。
在常温下碱和盐对石英玻璃的腐蚀程度也是极微的，因此不排除在这些试剂中使用石英玻璃。
耐辐射性能与普通玻璃相比，石英玻璃具有优异的耐辐射性能，其中合成石英玻璃耐辐照性能最好，几乎不产生色心。
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石英玻璃的膨胀系数曲线
c. 比热和导热系数：
石英玻璃的比热和导热系数随温度的升高而增大。 石英玻璃不同温度的比热 石英玻璃的导热系数λ 温度（℃）平均比热 温度（℃） 导热系数 100 0.185 透明石英玻璃 不透明石英玻璃 200 0.200 20 0.00331 0.00297 400 0.233 200 0.00394 0.00386 600 0.254 400 0.00447 0.00453 800 0.260 600 0.00484 0.00503 1000 0.264 800 0.00514 0.00534 1200 0.270 1000 0.00547 0.00550 1200 0.00581 0.00569
第一章 石英玻璃
石英玻璃是由纯净的天然水晶、石英石（包括脉 石英、石英砂）或人工合成原料经熔化而制得。 自然界中的石英，从地壳表面往下十六公里，几 乎有65％，普通形状为细小的无规则颗粒。
水晶是无色透明结晶完整的石英，是β －石英的 变体。
一、结构：
1. 非晶态SiO2呈四面体排列，其基本结构特征都为 [SiO4]4-排列。 三个基本的原子间距分别为：Si-O 1.62Å ，O-O 2.65Å ，Si-Si 3.12Å ；Si-O-Si键角分布中最大值为 1440±10％。
石英玻璃
方石英
二、性能：
1. 纯度：
a. 透明石英玻璃： 气炼石英玻璃：SiO2 99.97％以上； SiCl4直接气炼石英玻璃：SiO2 99.9999％以上； 高纯石英玻璃：SiO2 99.999％以上。 b. 不透明石英玻璃：SiO2 99.5％以上。
2. 电学性质：
石英玻璃是一种优良的绝缘材料，在高温下仍能保持很高的介 电强度和电阻，而且几乎没有损耗，（OH）－和杂质将使介电强度 降低， tanδ 增加。 石英玻璃的介电强度和介电损耗(50Hz ) 电性能 温度（℃） 透明石英玻璃 不透明石英玻璃 介电损耗tanδ 20 0.0003 0.001 介电强度 200 32 25
石英灯头
四、石英玻璃的用途：
1. 半导体材料及器件的坩埚； 2. 新型光源：激光脉冲氙灯、紫外杀菌灯、碘钨灯、 聚光灯等的灯管； 3. 光学精密仪器用的棱镜、透镜、比色皿、天文反射 镜、红外观察窗、超声延迟线玻璃； 4. 在化学工业中，制备铂、铑等稀有金属的容器和生 产SiCl4的蒸发皿。
五、石英玻璃新品种：
1. 高纯石英玻璃：SiO2六个九～七个九，光谱仪、分光光度计、 荧光计零件； 2. 石英纤维和石英棉：（Φ ∝3～25 μ m）宇宙飞船防热罩、太 阳能电池遮盖材料、 光通讯用光导纤维； 3. 低膨胀石英玻璃：（加入钛等，可使α ∝0）原子钟腔体，宇宙 飞行器窥窗； 4. 吸收紫外线石英玻璃：（加入Cr、V、Ni、Co、Mn、Cu） 杀菌（医、食）石英玻璃、日光（坑道采光）石英玻璃； 5. 荧光石英玻璃：分析蛋白质的化学组成，食品、药物、塑料等 的检测； 6. 石英陶瓷：石英玻璃废料经粉碎、成型、烧结而成； 7. 乳白石英玻璃：（4～8 μ m、11 μ m后有较强的选择反射光 谱带）远红外辐射电加热器材料。
4. 机械性质：
石英玻璃由单组元硅氧四面体组成网络骨架，硅氧键键强 很大，结构紧密，机械强度很高，为普通玻璃的2～3倍；网络 中没有间隙离子填充，故密度小。 原料纯度（杂质）、种类、产品气泡、羟基（OH -）含 量、熔化不均匀等影响强度。 透明石英玻璃密度：D＝2.20～2.21g/cm3； 不透明石英玻璃密度：D′＝2.02～2.18g/cm3；
P抗张～60MPa；P抗弯～110MPa；P抗压～640MPa ；
维氏硬度：700Kp/mm2；莫氏硬度：6级；泊松比：0.17
石英玻璃的杨氏模量曲线
石英玻璃的断英玻璃在紫外（吸收限低于160nm）到近红外区域内有较 高的透过率；Si－O振动的谐振波长为4.45μ m（4450nm）， 截止长波透射； 若有（OH－）存在，则波长在2.73 μ m （2730nm）和 1.38 μ m （1380nm）处有吸收带；（OH－）与Si－O振动相 互作用的吸收带为2.22 μ m（2220nm）。
乳白石英玻璃 石英坩埚
不透明石英玻璃 石英陶瓷
思考题：
1. 晶态SiO2与非晶态SiO2的类同和差异？
2. （OH－）和杂质对石英玻璃的粘度、机械强度、电 学性质、光学性质有何影响？
3. 石英玻璃能否钢化？为什么？
2. 晶态与非晶态SiO2的异同：
a. 同：石英、方石英、鳞石英和石英玻璃中[SiO4]4-四面 体几乎总是以顶角相连。 异：在纤维状的晶态SiO2变体中[SiO4]4-以共棱相连； 在高压晶相石英中[SiO4]4-以八面体[SiO6]8-出现。 b. 同：石英玻璃与方石英最为相似，SiO2方石英 SiO2玻璃， 熔融熵仅为1cal/mol。 异：晶态：排列有序；非晶态：近程有序，远程无序。 c. 紫外光电子能谱和电子能量损耗谱（ELS）表明：晶态 与非晶态SiO2光吸收和反射数据，其电子跃迁均在四面 体内部进行。
d. 粘度：
石英玻璃的粘度随羟基（OH－）和杂质含量的增加而降低， 粘度大，温度范围窄。 四氯化硅（SiCl4）合成用氢氧焰熔融比电炉真空熔融的石英 玻璃软化点低近100℃； 水晶原料用氢氧焰熔融法比电炉真空熔融法的石英玻璃软化点 低20～50℃。 石英玻璃在不同温度下的粘度 温度（℃） 1200 1400 1600 1800 2000 2100 lgη（泊） 12.4 10.0 7.6 5.7 4.5 3.8
三、制备方法：
1. 电熔法：石英原料在真空（5×10－2mmHg）或低压惰性（N2） 介质中电熔。 2. 气炼法：采用氢氧焰或其它碳氢化物（乙炔）可燃气体产生高热 来熔化物料。 3. SiCl4蒸汽水解法：将四氯化硅蒸汽由氢气携带通入氢氧喷灯火焰 中，生成二氧化硅及氯化氢，氯化氢气体随烟气逸出， 而二氧化硅则沉积。 4. 高频感应等离子炬熔融法：由高频电磁场的感应耦合作用而产生 等离子体灯炬，内核温度高达15000K，熔化物料。 5. 凝胶法：将多孔（50～80 Å ）凝胶成形后在250℃下真空处 理，排出H2O，通过热处理排除有机物，1000℃下加热 消除气孔，形成石英玻璃。
b. 石英玻璃受到Χ射线和γ射线时，产生如下吸收峰： 2150 Å 吸收峰：由石英玻璃本质造成的； 2950 Å 吸收峰：由金属杂质铝（Al）、锗（Ge）引起的； 5500 Å 吸收峰：由缺氧造成的； 电熔透明石英玻璃用Co60照射易变黑。
石英玻璃的GE光谱曲线
石英玻璃的折射率曲线
石英玻璃的内部衰减曲线
b. 热膨胀系数：
石英玻璃的膨胀系数极小，α ～5×10－7℃－1，为平板玻璃的 1/14，其原因是石英玻璃的结构类似于方石英相（立方），没有低温 变体的锯齿形特征，同时Si－O键较强。 石英玻璃的膨胀系数 温度（℃）100 200 300 400 500 600 700 800 1000 1200 α ×10－7 5.10 5.58 6.27 6.35 6.12 6.00 5.71 5.62 5.56 5.42
石英玻璃的介电常数曲线
石英玻璃的电导率曲线
石英玻璃的电阻率曲线
3. 热学性质：
a. 耐温性：
石英玻璃的耐高温性能，远远超过任何一种玻璃。 T熔＝1713℃，T软＝1580℃±10℃，T退火＝1140 ℃±10℃。 短时间可在1450℃高温下使用，常可在1000℃以上、不透明则在 900℃使用。