石英玻璃

石英玻璃是一種特殊的玻璃，只含有單一成分的二氧化硅。應(yīng)時(shí)玻璃是由天然水晶應(yīng)時(shí)制成的（水晶或純的硅石），或者說(shuō)合成硅烷是在高溫下熔融制成的，它的形成是其熔體在高溫下高粘度的結(jié)果。廣泛用于制造半導(dǎo)體、電光源器、半導(dǎo)通信裝置、激光光學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)室儀器、電學(xué)設(shè)備、耐高溫耐腐蝕的醫(yī)療設(shè)備和化學(xué)儀器、化工、電子、冶金、建筑材料和國(guó)防工業(yè)。

石英玻璃

石英玻璃

應(yīng)時(shí)玻璃是一種含有單一二氧化硅成分的玻璃。這種玻璃的硬度可以達(dá)到莫氏7，而且耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐熱震性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性，能透過(guò)紫外線和紅外線。除氫氟酸、除熱磷酸外，對(duì)一般酸有良好的耐酸性。一般由晶體二氧化硅硅化物通過(guò)高溫熔融或化學(xué)氣相沉積制成。熔化方法包括電熔法、氣煉法等。

按工藝方法、用和外觀來(lái)分類，如熔融透明的應(yīng)時(shí)玻璃、連熔石英玻璃、氣體精煉透明應(yīng)時(shí)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)體用應(yīng)時(shí)玻璃、應(yīng)時(shí)玻璃用作電光源，按透明度可分為透明和不透明兩類。按純度分為高純、普通和摻雜三類。

純度

純度是應(yīng)時(shí)玻璃的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)玻璃的理化性能和使用性能有很大影響，如析晶、高溫強(qiáng)度、軟化點(diǎn)、光的傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻射性、熒光特性等；此外，半導(dǎo)體行業(yè)使用的應(yīng)時(shí)玻璃純度要求更高，微量雜質(zhì)會(huì)對(duì)半導(dǎo)體材料的電性能壽命和集成度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因?yàn)橐蟀雽?dǎo)體材料的純度控制在ppb以下，所以應(yīng)時(shí)玻璃要控制在ppm，以滿足半導(dǎo)體工業(yè)的需要。B的分凝系數(shù)接近1，是最難去除的，也是最有害的雜質(zhì)之一，Cu、Fe、Ti等影響半導(dǎo)體的少子壽命，k、Na、Li是在單晶材料中產(chǎn)生微缺陷的有害雜質(zhì)。

失透性

石英玻璃

失透（又叫析晶性）這是應(yīng)時(shí)玻璃的固有缺陷從熱力學(xué)角度來(lái)看，應(yīng)時(shí)玻璃的內(nèi)能高于晶態(tài)應(yīng)時(shí)，屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定的亞穩(wěn)態(tài)當(dāng)溫度高于1000℃時(shí)，二氧化硅分子的振動(dòng)加速，并在長(zhǎng)時(shí)間后重新排列、定向便形成結(jié)晶。失透用晶核生長(zhǎng)速率表示，不透明應(yīng)時(shí)玻璃在1520℃、透明應(yīng)時(shí)玻璃的晶化速率在1620℃達(dá)到最大值。結(jié)晶主要發(fā)生在表面，其次是內(nèi)部缺陷，因?yàn)檫@些地方容易被污染，造成雜質(zhì)離子特別是堿離子的局部堆積（如K、Na、Li、Ca、Mg等）進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后，粘度降低，失透加速。

電學(xué)特性

應(yīng)時(shí)玻璃具有高介電強(qiáng)度和非常低的電導(dǎo)率，即使在高溫下也是如此、在高電壓高頻率下，仍能保持較高的介電強(qiáng)度和電阻，在應(yīng)用頻段內(nèi)幾乎沒(méi)有介電損耗，因此應(yīng)時(shí)玻璃是一種優(yōu)良的高溫介質(zhì)絕緣材料。在室溫下，其電阻是普通玻璃的10倍，在所有頻率下的介質(zhì)損耗都很小，絕緣耐壓強(qiáng)度高。

熱學(xué)性能

應(yīng)時(shí)玻璃具有5的小熱膨脹系數(shù).5×10-(7 )℃，只有普通玻璃的1/12～1/20標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定樣品應(yīng)燒至1200℃后迅速投入冷水中，重復(fù)三次以上不允許爆裂。應(yīng)時(shí)玻璃在加入適量的鈦后，也可以制成零膨脹系數(shù)的材料在激光技術(shù)中，、它已經(jīng)在天文學(xué)和尖端技術(shù)中得到應(yīng)用。

機(jī)械性能

應(yīng)時(shí)玻璃的力學(xué)性能優(yōu)于硬質(zhì)玻璃和陶瓷，但脆性較差。應(yīng)時(shí)玻璃的理論計(jì)算強(qiáng)度很高，約為24×103 MPa，但實(shí)測(cè)強(qiáng)度比這個(gè)值低幾十倍。應(yīng)時(shí)玻璃的強(qiáng)度隨著溫度的升高而增加，在退火溫度附近達(dá)到最大值。應(yīng)時(shí)玻璃的剪切模量、楊氏模量、阻尼、泊松比、一般來(lái)說(shuō)，破壞模量隨著溫度的升高而增加，而硬度隨著溫度的升高而降低。

應(yīng)時(shí)玻璃還能抵抗宇宙輻射，不受核裂變產(chǎn)物的影響。

化學(xué)性能

應(yīng)時(shí)玻璃是一種酸性材料，除氫氟酸和熱磷酸外，對(duì)任何酸都呈惰性，是最好的耐酸材料。在室溫下，堿和鹽對(duì)應(yīng)時(shí)玻璃的腐蝕程度也很小，所以不排除在這些試劑中使用應(yīng)時(shí)玻璃。透明的應(yīng)時(shí)玻璃比不透明的應(yīng)時(shí)玻璃具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性，因?yàn)楹笳弑┞队诟g性溶液的表面積由于氣泡的存在而增加。

用于制作半導(dǎo)體、電光源器、半導(dǎo)通信裝置、激光光學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)室儀器、電學(xué)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和耐高溫耐腐蝕的化學(xué)儀器用于化學(xué)工業(yè)、電子、冶金、廣泛應(yīng)用于建材和國(guó)防工業(yè)。

在化工方面：可用于燃燒高溫耐酸氣體、冷卻通風(fēng)裝置，酸性溶液蒸發(fā)，冷卻吸收，儲(chǔ)存裝置，蒸餾水、鹽酸、硝酸、硫酸及其他理化實(shí)驗(yàn)用品的制備。

在光學(xué)方面：應(yīng)時(shí)玻璃和應(yīng)時(shí)玻璃棉可用作火箭噴嘴航天器隔熱罩和觀察窗。

新型光源方面：做高壓水銀燈、長(zhǎng)弧氙燈、碘鎢燈、碘化鉈燈、紅外燈和殺菌燈。

半導(dǎo)體方面：它是生產(chǎn)半導(dǎo)體材料和器件不可缺少的材料，如生長(zhǎng)鍺和硅單晶的坩堝、船形爐芯管和鐘罩等。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：

在新技術(shù)領(lǐng)域中：用其聲、光、電學(xué)的極佳性能、雷達(dá)上做超聲波延遲線，紅外跟蹤測(cè)向，紅外攝影、通迅、攝譜儀、分光光度計(jì)的棱鏡和透鏡、大型天文望遠(yuǎn)鏡反射窗高溫操作窗、反應(yīng)堆、放射性裝置；火箭和導(dǎo)彈的頭錐噴管和天線罩：人造衛(wèi)星的無(wú)線電絕緣部件，輻射；熱平衡真空吸附裝置精密鑄造等。

石英玻璃存儲(chǔ)器

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：2012年9月26日，日立公司首席執(zhí)行官中川宏Hiroshi Nakagawa在東京宣布，該公司開(kāi)發(fā)出了應(yīng)時(shí)玻璃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)，數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)數(shù)億年。

與普通玻璃區(qū)別：

應(yīng)時(shí)玻璃特種玻璃由二氧化硅制成，具有更高的硬度和透明度應(yīng)時(shí)玻璃耐高溫耐磨抗氧化，但普通玻璃不具備這些優(yōu)點(diǎn)。

普通玻璃的主要成分是硅酸鈉，而應(yīng)時(shí)玻璃的主要成分是二氧化硅，這是不同的.

有些人甚至認(rèn)為“應(yīng)時(shí)玻璃不應(yīng)該算作玻璃”，理由：普通玻璃玻璃是二氧化硅、硅酸鈉、硅酸鈣的混合物，而特種玻璃可以是純二氧化硅、或者含鉛的普通玻璃、硼、銣等元素

應(yīng)時(shí)是純硅石。

普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、二氧化硅和硅酸鈣，而應(yīng)時(shí)玻璃的主要成分是二氧化硅，這是不同的

有些人甚至認(rèn)為“應(yīng)時(shí)玻璃不應(yīng)該算作玻璃”，理由：普通玻璃是二氧化硅、硅酸鈉、硅酸鈣的混合物，而特種玻璃可以是純二氧化硅、或者含鉛的普通玻璃、硼、銣等元素。

應(yīng)時(shí)玻璃具有耐高溫耐磨損和抗氧化的特性-應(yīng)時(shí)玻璃 和普通玻璃不具備這些優(yōu)勢(shì)。

1、應(yīng)時(shí)玻璃器皿是一種貴重材料，所以必須小心處理；

2、各種應(yīng)時(shí)玻璃都有一個(gè)最高使用溫度，使用時(shí)不能超過(guò)，否則會(huì)結(jié)晶或軟化變形；

3、高溫下使用的應(yīng)時(shí)玻璃必須在使用前擦拭干凈。可以用10%用氫氟酸或洗液浸泡，然后用高純水清洗或用酒精處理。操作時(shí)戴上薄手套，不要用手直接接觸應(yīng)時(shí)玻璃；

4、允許應(yīng)時(shí)玻璃制品在高溫下連續(xù)使用，有利于延長(zhǎng)應(yīng)時(shí)玻璃的壽命，提高其耐溫性。相反，應(yīng)時(shí)玻璃產(chǎn)品在高溫下間歇使用，使用次數(shù)有限；

5、雖然應(yīng)時(shí)玻璃材料具有極高的熱穩(wěn)定性，但它可以承受劇烈的突然溫差。但在實(shí)際使用中，由于殘余應(yīng)變和產(chǎn)品形狀不同，熱穩(wěn)定性也不同，使用時(shí)要注意；

6、應(yīng)時(shí)玻璃是一種酸性材料，在高溫下使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格避免（如水玻璃、石棉、鉀鈉的化合物等）接觸，否則會(huì)大大降低其抗結(jié)晶能力。