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石英玻璃是一種只含二氧化硅單一成份的特種玻璃。由于種類(lèi)、工藝、原料的不同,國(guó)外常常叫做硅酸玻璃、石英玻璃、熔融石英、熔凝石英、合成熔融石英,以及沒(méi)有明確概念的透明、半透明、不透明石英等。我國(guó)統(tǒng)稱(chēng)石英玻璃,多按工藝方法、用途及外觀來(lái)分類(lèi),如電熔透明石英玻璃、連熔石英玻璃、氣煉透明石英玻璃、合成石英玻璃、不透明石英玻璃、光學(xué)石英玻璃、半導(dǎo)體用石英玻璃、電光源用石英玻璃等。人們習(xí)慣于用“石英”這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的詞匯來(lái)命名這種材料,這是絕對(duì)不妥的,因?yàn)椤笆�英”是二氧化硅結(jié)晶態(tài)的一種通稱(chēng),它與玻璃態(tài)二氧化硅在理化性質(zhì)上是有區(qū)別的。

石英玻璃具有極低的熱膨脹系數(shù),高的耐溫性,極好的化學(xué)穩(wěn)定性,優(yōu)良的電絕緣性,低而穩(wěn)定的超聲延遲性能,最佳的透紫外光譜性能以及透可見(jiàn)光及近紅外光譜性能,并有著高于普通玻璃的機(jī)械性能。因此它是近代尖端技術(shù)中空間技術(shù)、原子能工業(yè)、國(guó)防裝備、自動(dòng)化系統(tǒng),以及半導(dǎo)體、冶金、化工、電光源、通訊、輕工、建材等工業(yè)中不可缺少的優(yōu)良材料之一。

石英玻璃是用天然結(jié)晶石英（水晶或純的硅石）,或合成硅烷經(jīng)高溫熔制而成。熔融后的產(chǎn)品具有極好的加工性能,在極高的粘度范圍內(nèi),可以將管和棒進(jìn)行有如普通玻璃細(xì)工一樣的熱加工,還可以用金剛石或碳化硅制成的磨具進(jìn)行高速機(jī)械加工,從而制成各種復(fù)雜形狀的儀器和特種制品。石英玻璃的性能主要取決于它的純度,其次是工藝過(guò)程或熱工制度。微量雜質(zhì)的存在將給石英玻璃的使用性能帶來(lái)重大的影響；同時(shí)由于工藝過(guò)程或熱工制度的稍有疏忽,將給外觀質(zhì)量帶來(lái)多種多樣的缺陷,產(chǎn)生大量的廢次產(chǎn)品。

石英玻璃屬酸性材料,除氫氟酸和熱磷酸外,對(duì)其它任何酸均表現(xiàn)為惰性,是最好的耐酸材料。在常溫下堿和鹽對(duì)石英玻璃的腐蝕程度也是極微的,因此不排除在這些試劑中使用石英玻璃。

透明石英玻璃比不透明石英玻璃具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性,這是因?yàn)楹笳哂捎跉馀莸拇嬖诒┞对诟�蝕液中的表面積增加所致。

石英玻璃具有很高的介電強(qiáng)度和極低的導(dǎo)電率,即是在高溫、高壓和高頻下,仍能保持很高的介電強(qiáng)度和電阻,在所應(yīng)用的頻帶內(nèi)幾乎沒(méi)有介電損耗,因此石英玻璃是優(yōu)良的高溫介電絕緣材料。

石英玻璃的光學(xué)性能有其獨(dú)到之處,它既可以透過(guò)遠(yuǎn)紫外光譜,是所有透紫外材料最優(yōu)者,又可透過(guò)可見(jiàn)光和近紅外光譜。用戶(hù)可以根據(jù)需要,從185-3500mμ波段范圍內(nèi)任意選擇所需品種。由于石英玻璃耐高溫,熱膨脹系數(shù)極小,化學(xué)熱穩(wěn)定性好,氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學(xué)玻璃媲美,所以它是在各種惡劣場(chǎng)合下工作具有高穩(wěn)定度光學(xué)系統(tǒng)的必不可少的光學(xué)材料。

石英玻璃的結(jié)構(gòu),雜質(zhì)含量,OH基因及NO、CO等含量是影響光譜透過(guò)率的主要因素,氧原子結(jié)合不良在0.24μ處則有吸收峰,含有OH基團(tuán)的石英玻璃,在2.7μ處由于分子振動(dòng)將產(chǎn)生明顯的吸收峰,紫外透過(guò)率低主要是由于金屬雜質(zhì)多造成原子吸收光譜所致。

石英玻璃的光譜特性曲線

電熔石英玻璃是很好的透紅外材料,但由于雜質(zhì)的存在,紫外透過(guò)率低。氫氧焰熔制水晶所獲得的石英玻璃,由于氧結(jié)構(gòu)缺陷,在0.24μ處有吸收峰,同時(shí)含有OH基團(tuán),所以紅外透過(guò)極低。用合成原料氣煉的高純光學(xué)石英玻璃是最好的透紫外材料,但在2.7μ處有嚴(yán)重的OH吸收峰。只有用合成原料通過(guò)電熔或無(wú)氫火焰熔融而成的光學(xué)石英玻璃,才能很好地透過(guò)從遠(yuǎn)紫外到近紅外的連續(xù)光譜。

石英玻璃的熱膨脹系數(shù)小,為5.5×10-7/℃,只有普通玻璃的1/12～1/20.部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將試樣灼燒到1200℃后急速投到冷水中,反復(fù)三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入適量鈦元素后還可做成零膨脹系數(shù)的材料,在激光技術(shù)、天文和尖端技術(shù)中已得到應(yīng)用。

石英玻璃的機(jī)械性能比硬質(zhì)玻璃和陶瓷都好,唯脆性較差。石英玻璃的理論計(jì)算強(qiáng)度很高,約為24×103MPa,但實(shí)際測(cè)得的強(qiáng)度要比這個(gè)數(shù)值低數(shù)十倍。影響強(qiáng)度的主要因素首先是玻璃的表面缺陷,特別是表面微裂紋的大小及深度影響最為明顯,細(xì)磨的石英玻璃試樣比粗磨的試樣,其抗折強(qiáng)度約增加0.6倍；其次是內(nèi)在缺陷,例如,氣泡、雜質(zhì)、熔化不均以及殘余應(yīng)力等。

石英玻璃的強(qiáng)度隨著溫度的升高而增加,接近退火溫度時(shí)達(dá)到最大值。

石英玻璃的剪切模量、楊氏模量、阻尼、泊松比、破壞模量一般均隨著溫度的升高而增加,硬度則隨著溫度的升高而降低。

1、石英玻璃制品是貴重的材料,使用時(shí)必須輕拿輕放,十分小心；

2、各種石英玻璃都有一個(gè)最高使用溫度,使用時(shí)不應(yīng)超過(guò)此溫度,否則會(huì)析晶或軟化變形；

3、需高溫使用的石英玻璃,使用前必須擦拭干凈。可以用10%的氫氟酸或洗液浸泡,然后用高純水清洗或酒精處理。操作時(shí)應(yīng)戴細(xì)線手套,不允許用手直接觸及石英玻璃；

4、高溫下允許連續(xù)使用石英玻璃制品,這對(duì)延長(zhǎng)石英玻璃的壽命和提高耐溫性能是有好處的。反之,高溫下間歇使用石英玻璃制品,其使用次數(shù)是有限的；

5、石英玻璃材質(zhì)雖具有極高的熱穩(wěn)定性,可以經(jīng)受劇烈的溫差驟變。但實(shí)際使用時(shí),由于殘余應(yīng)變和產(chǎn)品形狀不同,熱穩(wěn)定性有一定的差別,使用時(shí)應(yīng)加以注意；

6、石英玻璃系酸性材料,高溫使用時(shí)嚴(yán)格避免同堿性物質(zhì)（如水玻璃、石棉、鉀鈉的化合物等）接觸,否則將大大降低其抗結(jié)晶性能。