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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成。
石英是地壳中分布最广泛的矿物之一。石英的化学成分是二氧华硅(SiO2),Si约占47%,O约占53%。自然界氧和硅往往是化合在一起,生成二氧化硅(SiO2)。从地壳表面往下十六公里,几乎有65%是硅和氧的主要化合物,也就是矿物学所说的石英。石英的普通形状为细小的无规则颗粒。发育完成的均一晶体需要一系列特定成矿条件。
石英玻璃是由单纯的二氧化硅组成的玻璃,通常分为透明石英玻璃和不透明石英玻璃两大类。目前我国石英玻璃有三种牌号,采用电炉真空加压法生产红外光学石英玻璃牌号为JGS3(应用光谱波段范围260~35000毫微米),采用气炼法生产紫外光学石英玻璃牌号为JGS2(应用光谱波段范围220~2500毫微米),采用四氯化硅直接气炼法生产远紫外光学石英玻璃牌号为JGS1(应用光谱波段范围185~2500毫微米)。
二、物理化学
1、 耐温性:
热性能是石英玻璃重要性能之一。石英玻璃的耐高温性能,远远超过任何一种玻璃,它的熔化温度在1713℃以上,软化温度1580℃±10℃,退火温度1140℃±20℃,石英玻璃能承受1000℃以上的高温,短时间可在1450℃高温下使用,不透明石英玻璃可在900℃高温下使用。
耐热温度:1100℃-20℃温度下急冷不炸裂,1250℃长期使用,1300℃-1450℃可瞬间使用。
2、 化学性
石英玻璃具有优良的物理化学性能,是一种重要的工业基础材料,在半导体新型光源精密光学仪器、仪表、冶金、化工、热工等方面得到广泛的应用。
石英玻璃纯度高,化学稳定性好,石英玻璃具有良好的耐酸材料,除氢氟酸和300℃以上热磷酸外,在高温下,它能耐硫酸、硝酸、盐酸、王水、中性盐类、碳和硫等侵蚀。其化学稳定性相当于耐酸陶瓷的30倍,相当于镍铬合金的150倍。
3、 物理性
膨胀系数20℃=5×10-7℃
密度2.21克/厘米2
硬度7(莫氏)常温下的强度
弹性模数6.2-7.2×105kg/cm2
刚性模量:2.43.15×105kg/cm2
抗压强度:8000kg/cm2
抗拉强度:500kg/cm2
抗弯强度:700kg/cm2
扭曲强度:300kg/cm2
抗冲击强度:1.08kg/cm2
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我厂生产石英玻璃U型管 |
4、 电学性能极佳,在常温下它的电阻相当于普通玻璃105-106倍,是优良的绝缘材料。
石英玻璃还具有耐宇宙射线和不透原子核裂变产物的性能。
半导体方面:是半导体材料和器件生产过程中不可缺少的材料,如生产锗硅单晶的坩锅舟皿炉芯管和钟罩等。
在新型光源方面:做高压水银灯、长弧氙灯、碘钨灯、碘化铊灯、红外线灯和杀菌灯等。
在新技术领域,可做雷达上的超声延迟线,红外跟踪测向,红外照像、通讯、摄谱仪,分光光度计的棱镜、透镜大型天文望远镜的反射窗,高温作业窗、反应堆、放射性装置、火箭、导弹的鼻锥体,喷嘴和天线罩,人造卫星的无线电绝缘零件。还可用于辐射、热天坪,真空吸耐装置及精密铸造等。
5、 光学性能
波长(W) |
0.25 |
0.3 |
0.4 |
1.0 |
2.7 |
0.26-3.0 |
透过率(%) |
77 |
86 |
92 |
93 |
90 |
每吸收峰 |
折射率:NO=1.4585±4×10-4
中部色散:NF-NC=0.00674×10-5
色散系数:V=68.0
三、石英玻璃制品使用注意事项:
使用前必须用蒸馏水或酒精擦洗干净,去掉表面的灰尘或油污,石英玻璃表面如落有不纯物,在高温下长期使用,会引起失透,特别是钾、钠、钙等碱金属。
石英玻璃与其它物质一起使用时,须考虑到其它物质的膨胀系数,否则会引起破损。
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