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石英玻璃

二氧化硅(化學式:SiO2)是一種酸性氧化物,對應水化物為硅酸(H2SiO3)。二氧化硅是硅最重要的化合物。地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量的12%,其存在形態(tài)有結晶型和無定型兩大類,統(tǒng)稱硅石。
石英玻璃
簡介
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、工藝、原料的不同,國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,以及沒有明確概念的透明、半透明、不透明石英等。我國統(tǒng)稱石英玻璃,多按工藝方法、用途及外觀來分類,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、光學石英玻璃、半導體用石英玻璃、電光源用石英玻璃等。人們習慣于用“石英”這樣一個簡單的詞匯來命名這種材料,這是絕對不妥的,因為“石英”是二氧化硅結晶態(tài)的一種通稱,它與玻璃態(tài)二氧化硅在理化性質(zhì)上是有區(qū)別的。
化學性質(zhì)
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光及近紅外光譜性能,并有著高于普通玻璃的機械性能。因此它是近代尖端技術中空間技術、原子能工業(yè)、國防裝備、自動化系統(tǒng),以及半導體、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),可以將管和棒進行有如普通玻璃細工一樣的熱加工,還可以用金剛石或碳化硅制成的磨具進行高速機械加工,從而制成各種復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重大的影響;同時由于工藝過程或熱工制度的稍有疏忽,將給外觀質(zhì)量帶來多種多樣的缺陷,產(chǎn)生大量的廢次產(chǎn)品。

化學性能
石英玻璃屬酸性材料,除氫氟酸和熱磷酸外,對其它任何酸均表現(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穩(wěn)定性,這是因為后者由于氣泡的存在暴露在腐蝕液中的表面積增加所致。

電學性能
石英玻璃具有很高的介電強度和極低的導電率,即是在高溫、高壓和高頻下,仍能保持很高的介電強度和電阻,在所應用的頻帶內(nèi)幾乎沒有介電損耗,因此石英玻璃是優(yōu)良的高溫介電絕緣材料
光學性能
石英玻璃的光學性能有其獨到之處,它既可以透過遠紫外光譜,是所有透紫外材料最優(yōu)者,又可透過可見光和近紅外光譜。用戶可以根據(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,化學熱穩(wěn)定性好,氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學玻璃媲美,所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩(wěn)定度光學系統(tǒng)的必不可少的光學材料。

石英玻璃的結構,雜質(zhì)含量,OH基因及NO、CO等含量是影響光譜透過率的主要因素,氧原子結合不良在0.24μ處則有吸收峰,含有OH基團的石英玻璃,在2.7μ處由于分子振動將產(chǎn)生明顯的吸收峰,紫外透過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,紫外透過率低。氫氧焰熔制水晶所獲得的石英玻璃,由于氧結構缺陷,在0.24μ處有吸收峰,同時含有OH基團,所以紅外透過極低。用合成原料氣煉的高純光學石英玻璃是最好的透紫外材料,但在2.7μ處有嚴重的OH吸收峰。只有用合成原料通過電熔或無氫火焰熔融而成的光學石英玻璃,才能很好地透過從遠紫外到近紅外的連續(xù)光譜。

熱學性能
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.部標準規(guī)定將試樣灼燒到1200℃后急速投到冷水中,反復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、天文和尖端技術中已得到應用。
機械性能
石英玻璃的機械性能比硬質(zhì)玻璃和陶瓷都好,唯脆性較差。石英玻璃的理論計算強度很高,約為24×103MPa,但實際測得的強度要比這個數(shù)值低數(shù)十倍。影響強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,細磨的石英玻璃試樣比粗磨的試樣,其抗折強度約增加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力等。

石英玻璃的強度隨著溫度的升高而增加,接近退火溫度時達到最大值。

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。

使用須知
1、石英玻璃制品是貴重的材料,使用時必須輕拿輕放,十分小心;

2、各種石英玻璃都有一個最高使用溫度,使用時不應超過此溫度,否則會析晶或軟化變形;

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。操作時應戴細線手套,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,這對延長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。但實際使用時,由于殘余應變和產(chǎn)品形狀不同,熱穩(wěn)定性有一定的差別,使用時應加以注意;

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

  • 鞏義鉑思特石英玻璃加工工藝,高純石英砂選礦工藝流程

    產(chǎn)品規(guī)格:
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    10
    經(jīng)營模式:
    生產(chǎn)型, 貿(mào)易型
    執(zhí)照認證:
    未認證
    最近更新:
    2024/2/22 16:41:20
    經(jīng)營品牌:
    鉑思特
    鞏義鉑思特石英玻璃加工工藝,高純石英砂選礦工藝流程 石英砂是石英石經(jīng)破碎加工而成的石英顆粒。石英石(quartzrock)亦稱硅石,是一種質(zhì)地堅硬、耐磨、化學性質(zhì)穩(wěn)定的硅酸鹽類礦物。在自然界中
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    經(jīng)營模式:
    生產(chǎn)型
    執(zhí)照認證:
    已認證
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    2025/5/7 16:41:36
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  • 石英砂燒堿濕法生產(chǎn)水玻璃技術和設備

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    經(jīng)營模式:
    生產(chǎn)型, 貿(mào)易型, 服務型
    執(zhí)照認證:
    未認證
    最近更新:
    2021/3/25 10:01:09
    經(jīng)營品牌:
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    ¥0元/套

    所在地:河北石家莊

    石家莊東昊化工研究院有限公司

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