第一章石英玻璃..ppt

1、第一章石英玻璃，石英玻璃是用纯天然水晶、石英(包括静脉石英、石英砂)或合成原料熔化而成的。大自然的石英从地壳表面下降了差不多65公里，一般的形状是微小的不规则粒子。水晶是无色透明晶体完成的石英，是石英的变种。一、结构：1。非晶SiO2是四面体阵列，基本结构特性是SiO44-阵列。三个基本原子间距分别为Si-O 1.62、O-O 2.65、Si-Si 3.12；是。Si-O-Si键角度分布的最大值为144010。2 .晶型和无定形SiO2的异同：a . it:石英、犬石英、鳞片石英玻璃、SiO44-四面体几乎总是以顶角连接。不同：纤维结晶SiO2变种到SiO44-等角连接；在高压晶相石英中，显示

2、为SiO44-八面体SiO68-。b .相同：石英玻璃与方形石英最相似，SiO2方形石英SiO2玻璃，熔融熵为1cal/mol。差异：结晶：对齐；非晶：短程有序，远程无序。c .紫外线电子能谱和电子能量损失谱(ELS)表明，晶体和非晶SiO2光吸收和反射数据，其电子转移在四面体内进行。石英玻璃方形石英，2，性能：1。纯度：a .透明石英玻璃：气体精制石英玻璃：SiO2 99.97及以上；SiCl4直接气体精炼石英玻璃：SiO2 99.9999或以上；高纯石英玻璃：SiO2 99.999及以上。b .不透明石英玻璃：SiO2 99.5或更高版本。2.电气特性：石英玻璃是优秀的绝缘材料，在高温下也

3、保持高介电强度和电阻，损失很小，(OH)和杂质降低介电强度，增加tan。石英玻璃的介电强度和介电损耗(50Hz)电气特性温度()透明石英玻璃不透明石英玻璃介电损耗tan 20.0003 0.001介电强度200 32 25，石英玻璃的介电常数曲线，石英玻璃的电阻曲线，3。热特性：a .耐热性：石英玻璃的高温性能远远大于任何玻璃。t熔体1713，t软158010，t退火1140 10。短时间可在1450高温下使用，1000以上，不透明可在900下使用。b .热膨胀系数：石英玻璃的膨胀系数很小，51071是平板玻璃的1/14。这是因为石英玻璃的结构类似于正方形石英像(立方)，具有没有低温变形的锯齿

4、特性，SiO键很强。石英玻璃的膨胀系数温度()100 200 300 400 500 700 800 1000 1200 107 5 . 10 5 . 58 6 . 27 6 . 35 6 . 12 6 . 12 6 . 00 5 . 71 5 . 62 5 . 56 5 . 42，石英玻璃的膨胀系数曲线，石英玻璃温度不同的比热石英玻璃的导热系数温度平均比热温度100.185透明石英玻璃不透明石英玻璃200.200 20 0 . 00310 . 00297 400 . 2332200 . 003386 600 . 25400 . 004740 . 0 0453 800 . 260600 . 0

5、四氯化硅(SiCl4)合成用氢氧火焰熔化比电炉真空熔化的石英玻璃软化点低近100%；晶体原料采用氢氧火焰熔化法，比电炉真空熔化法的石英玻璃软化点低2050。石英玻璃在不同温度下的粘度温度()1200 1400 1600 1800 2000 2100 LG(系流)12.4 10.0 7.6 5.7 4.5 3.8，4。机械性能：石英玻璃由单圈硅氧四面体组成的网络骨架，硅氧结合键强，结构坚硬，机械强度是普通玻璃的23倍；网络没有间隙离子充电，所以密度小。影响原料纯度(杂质)、种类、产品气泡、羟基(OH-)含量、熔体不均匀性等强度。透明石英玻璃密度：d 2 . 202 . 21g/cm3；不透明石英

6、玻璃密度：d 2 . 022 . 18g/cm3；p拉伸60MPa；p弯曲110MPa；p压缩640mpa维氏硬度：700 KP/mm2；莫尔斯经度：第6级；蒲松比：0.17，石英玻璃的杨氏模量曲线，石英玻璃的断裂模量曲线，5。光学特性：a .石英玻璃在紫外线(吸收限制小于160nm)下，近红外区域的透射率较高；SiO振动的谐振波长为4.45m(4450nm)，阻止了长波传输；(OH)的话，波长在2.73 m (2730nm)和1.38 m (1380nm)处有吸收带。(OH)与SiO振动相互作用的吸收带为2.2220nm。b .石英玻璃接收射线和射线时，会产生以下吸收峰：2150吸收峰：石英

7、玻璃的特性；2950吸收峰：由金属杂质铝(Al)、锗(Ge)引起；5500吸收峰：缺氧引起的；聚变透明石英玻璃用Co60照射容易变黑。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，3，准备方法：1。电熔法：石英原料在真空(5102mmHg)或低压惰性(N2)介质中进行电熔。2.煤气精制：氢氧火焰或其他碳水消化物(乙炔)可燃气体，产生高热，使材料熔化。3.SiCl4蒸汽水解法：将四氯化硅蒸汽从氢输送到氢，通过氢制造氢和氢，产生二氧化硅和氯化氢，氯化氢气体随烟气逸出，二氧化硅沉积。4.高频感应等离子体炬熔化方法：高频电磁场的感应耦合产生等离子体炬，内核温度高达15000K，

8、熔化材料。5.凝胶法：多孔(5080)凝胶成型后，从250下真空中取出，排出H2O，通过热处理去除有机物，加热1000下，去除气孔，形成石英玻璃。使用石英灯头，4，石英玻璃：1。半导体材料和装置坩埚；2.新光：激光脉冲氙灯、紫外线杀菌灯、碘钨灯、聚光灯等；3.光学精密仪器用棱镜、透镜、比色盘、天文镜、红外观察窗、超声波延迟线玻璃；4.化学工业中制造铂、铑等稀有金属的容器以及生产诗cl 4的蒸发盘。5，石英玻璃新品种：1。高纯石英玻璃：SiO2 6 jiu7，光谱仪，分光光度计，日光灯组件；2.石英纤维和石英面：(325 m)宇宙飞船散热罩，太阳能覆盖材料，光通信用光电导纤维；3.低膨胀石英玻璃： (添加钛等，0)原子钟腔，航天器窥视窗；4.吸收紫外线石英玻璃：(Cr，v，Ni，Co，Mn，Cu)杀菌(医学，食物)石英玻璃，添加日光(坑道照明)石英玻璃；5.荧光石英玻璃：蛋白质的化学成分分析，食品、药物、塑料等检测；6.石英陶瓷：石英玻璃废料通过粉碎、成型、烧结；7.乳白色石英玻璃