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廣州市朗普光電科技有限公司

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技術文章

石英玻璃性能

點擊次數(shù):806 發(fā)布時間:2014-8-14

 

 

石英玻璃性能及用途

 

 

石英玻璃的性能  
    

石英玻璃是玻璃中的一種,其他玻璃有各種各樣的成分,而石英玻璃的主要成分是二氧化硅。
石英玻璃從大的制作范圍上可以分為熔融石英玻璃和合成石英玻璃兩大類。耐熱性、透光性、電氣絕緣性、化學穩(wěn)定性都非常地優(yōu)良。
            
石英玻璃的用途
由于石英玻璃的優(yōu)良性能,因此被廣泛用于光學、化學、半導體工業(yè)、液晶、照明等多個領域和行業(yè)中。
 

石英玻璃的化學純度(熱點)

 

 

石英玻璃的純度主要取決與原料,用四氯化硅等高純原料生產的石英玻璃純度可以達到6個九(99.9999%);用提純的天然石英生產的石英玻璃純度可以達到4個九,用于半導體工業(yè);用天然石英生產的普通石英玻璃純度在3個九左右。

表中列出石英玻璃分析雜質含量水平。

產品出廠時將提供同批產品的實際分析數(shù)據(jù)。

 

L1

Na

K

Fe

Al

Ca

Mg

Cu

Co

Mn

Ni

OH

氣煉石英石英

0.55

1.8

1.5

0.55

18

2.6

0.65

0.25

0.02

0.05

0.03

160

連熔石英玻璃

2.02

4.4

1.2

2.2

22

3.7

0.53

0.04

0.04

0.05

0.04

150

合成石英玻璃

0.1

< 0.1 

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

1200

 

石英玻璃的熱學性能(精華)

 

 

石英玻璃的熱膨脹系數(shù)極小,對熱變化敏感度達到zui低。由于石英玻璃粘度*,即使在熔融狀態(tài)下仍保持較大的粘度,所以耐高溫性能優(yōu)于其他任何一種玻璃。石英玻璃的粘度受羥基含量和雜質含量的影響較大,羥基和金屬含量增加粘度降低。
 

 

              -石英玻璃的各特征溫度

特征溫度

透明石英玻璃

合成石英玻璃

轉變溫度

1075-1180

1025-1120

應變溫度

1075

1025

退火溫度

1180

1120

軟化溫度

1730

1600

熱加工溫度

1700-2100

1600-2000

石英玻璃的光學性能

 

 

石英玻璃的光學性能

 
 


石英玻璃是透紫外線,可見光,近紅外線性能的玻璃,可以根據(jù)需要從168nm-3500nm波段范圍任意選擇所須品種。
 

光學石英玻璃牌號

 

名稱

牌號

對應牌號

特征

遠紫外光學石英玻璃

ZS-1

JGS1

在紫外和可見光譜范圍內透明; 185-250nm波段范圍內無吸收帶;   2600-2800nm波段范圍內有強吸收帶;非發(fā)光,光輻射穩(wěn)定。

紫外光學石英玻璃

ZS-2

JGS2

在紫外和可見光譜范圍內透明; 200-250nm波段范圍內無吸收帶;   2600-2800nm波段范圍內有強吸收帶;非發(fā)光,光輻射穩(wěn)定。

紅外光學石英玻璃

HS

JGS3

在可見和紅外光譜范圍內透明; 2600-2800nm波段范圍內無明顯吸收帶;

 

和普通硅酸鹽玻璃相比,透明石英玻璃在整個波長頭優(yōu)良的透過性能。在紅外區(qū)光譜透過比普通玻璃大;在可見區(qū),石英玻璃的透過率也是比較高的。在紫外光譜區(qū)特別是在短波紫外區(qū),光譜透過比其他玻璃好的多。
光譜透過率受三個因素影響:反射,散射和吸收。石英玻璃的反射一般為8%,紫外區(qū)大一些,紅外區(qū)小一些。所以石英玻璃的透過率一般不大于92%。石英玻璃的散射比較小,一般可以忽略。光譜吸收和石英玻璃的雜質含量和生產工藝有密切的關系;在低于200鈉米波段的透過率的高低,代表金屬雜質含量的多少;240鈉米的吸收表示缺氧結構的多少;可見波段的吸收是由于過渡金屬離子的存在造成的,2730鈉米的吸收是羥基的吸收峰,可以用于計算羥基含量。 
用光譜吸收羥基計算的方法:
A GE公司的計算公式:C=910/T * LOG10Ta/Tbmm-1

C:
羥基含量(C,ppm
T:厚度(mm
Ta:2600鈉米波長的透過率
Tb2730鈉米波長的透過率
B:中國的國家標準計算公式:C=96.5/d * LG10Ia/Imm-1
C:
羥基含量(ppm
d:厚度(cm)
Ia:2730
鈉米基線到零線的距離(mm
I2730鈉米吸收峰到零線的距離(mm

光譜透過率:厚度(1mm
其它厚度光譜透過率可以用公式推導:T = (1-R)2 e -at

T:
透過率 
R
:單反射損耗。 
e
:自然對數(shù)基數(shù)。 
t
:厚度(cm

波長

透過率%

nm

     合成   石英玻璃

     氣煉   石英玻璃

     紅外   石英玻璃

170

50

10

0

180

80

50

3

190

84

65

8

200

87

70

20

220

90

80

60

240

91

82

65

260

92

86

80

280

92

90

90

300

92

91

91

320

92

92

92

340

92

92

92

360

92

92

92

380

92

92

92

400-2000

92

92

92

2500

85

87

92

2730

10

30

90

3000

80

80

90

3500

75

75

88

4000

55

55

73

4500

15

25

35

5000

7

15

30

 

 

 

 

 

石英玻璃的化學性能

 

 

石英玻璃的純度主要取決與原料,用四氯化硅等高純原料生產的石英玻璃純度可以達到6個九(99.9999%);用提純的天然石英生產的石英玻璃純度可以達到4個九,用于半導體工業(yè);用天然石英生產的普通石英玻璃純度在3個九左右。
 

表中列出石英玻璃分析雜質含量水平
產品出廠時將提供同批產品的實際分析數(shù)據(jù)。

 

L1

Na

K

Fe

Al

Ca

Mg

Cu

Co

Mn

Ni

OH

氣煉石英石英

0.55

1.8

1.5

0.55

18

2.6

0.65

0.25

0.02

0.05

0.03

160

連熔石英玻璃

2.02

4.4

1.2

2.2

22

3.7

0.53

0.04

0.04

0.05

0.04

150

合成石英玻璃

0.1

< 0.1 

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

1200

 

 

 

石英玻璃性能及用途

 

 

石英玻璃的性能  
    

石英玻璃是玻璃中的一種,其他玻璃有各種各樣的成分,而石英玻璃的主要成分是二氧化硅。
石英玻璃從大的制作范圍上可以分為熔融石英玻璃和合成石英玻璃兩大類。耐熱性、透光性、電氣絕緣性、化學穩(wěn)定性都非常地優(yōu)良。
            
石英玻璃的用途
由于石英玻璃的優(yōu)良性能,因此被廣泛用于光學、化學、半導體工業(yè)、液晶、照明等多個領域和行業(yè)中。
 

石英玻璃的化學純度(熱點)

 

 

石英玻璃的純度主要取決與原料,用四氯化硅等高純原料生產的石英玻璃純度可以達到6個九(99.9999%);用提純的天然石英生產的石英玻璃純度可以達到4個九,用于半導體工業(yè);用天然石英生產的普通石英玻璃純度在3個九左右。

表中列出石英玻璃分析雜質含量水平。

產品出廠時將提供同批產品的實際分析數(shù)據(jù)。

 

L1

Na

K

Fe

Al

Ca

Mg

Cu

Co

Mn

Ni

OH

氣煉石英石英

0.55

1.8

1.5

0.55

18

2.6

0.65

0.25

0.02

0.05

0.03

160

連熔石英玻璃

2.02

4.4

1.2

2.2

22

3.7

0.53

0.04

0.04

0.05

0.04

150

合成石英玻璃

0.1

< 0.1 

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

1200

 

石英玻璃的熱學性能(精華)

 

 

石英玻璃的熱膨脹系數(shù)極小,對熱變化敏感度達到zui低。由于石英玻璃粘度*,即使在熔融狀態(tài)下仍保持較大的粘度,所以耐高溫性能優(yōu)于其他任何一種玻璃。石英玻璃的粘度受羥基含量和雜質含量的影響較大,羥基和金屬含量增加粘度降低。
 

 

              -石英玻璃的各特征溫度

特征溫度

透明石英玻璃

合成石英玻璃

轉變溫度

1075-1180

1025-1120

應變溫度

1075

1025

退火溫度

1180

1120

軟化溫度

1730

1600

熱加工溫度

1700-2100

1600-2000

石英玻璃的光學性能

 

 

石英玻璃的光學性能

 
 


石英玻璃是透紫外線,可見光,近紅外線性能的玻璃,可以根據(jù)需要從168nm-3500nm波段范圍任意選擇所須品種。
 

光學石英玻璃牌號

 

名稱

牌號

對應牌號

特征

遠紫外光學石英玻璃

ZS-1

JGS1

在紫外和可見光譜范圍內透明; 185-250nm波段范圍內無吸收帶;   2600-2800nm波段范圍內有強吸收帶;非發(fā)光,光輻射穩(wěn)定。

紫外光學石英玻璃

ZS-2

JGS2

在紫外和可見光譜范圍內透明; 200-250nm波段范圍內無吸收帶;   2600-2800nm波段范圍內有強吸收帶;非發(fā)光,光輻射穩(wěn)定。

紅外光學石英玻璃

HS

JGS3

在可見和紅外光譜范圍內透明; 2600-2800nm波段范圍內無明顯吸收帶;

 

和普通硅酸鹽玻璃相比,透明石英玻璃在整個波長頭優(yōu)良的透過性能。在紅外區(qū)光譜透過比普通玻璃大;在可見區(qū),石英玻璃的透過率也是比較高的。在紫外光譜區(qū)特別是在短波紫外區(qū),光譜透過比其他玻璃好的多。
光譜透過率受三個因素影響:反射,散射和吸收。石英玻璃的反射一般為8%,紫外區(qū)大一些,紅外區(qū)小一些。所以石英玻璃的透過率一般不大于92%。石英玻璃的散射比較小,一般可以忽略。光譜吸收和石英玻璃的雜質含量和生產工藝有密切的關系;在低于200鈉米波段的透過率的高低,代表金屬雜質含量的多少;240鈉米的吸收表示缺氧結構的多少;可見波段的吸收是由于過渡金屬離子的存在造成的,2730鈉米的吸收是羥基的吸收峰,可以用于計算羥基含量。 
用光譜吸收羥基計算的方法:
A GE公司的計算公式:C=910/T * LOG10Ta/Tbmm-1

C:
羥基含量(C,ppm
T:厚度(mm
Ta:2600鈉米波長的透過率
Tb2730鈉米波長的透過率
B:中國的國家標準計算公式:C=96.5/d * LG10Ia/Imm-1
C:
羥基含量(ppm
d:厚度(cm)
Ia:2730
鈉米基線到零線的距離(mm
I2730鈉米吸收峰到零線的距離(mm

光譜透過率:厚度(1mm
其它厚度光譜透過率可以用公式推導:T = (1-R)2 e -at

T:
透過率 
R
:單反射損耗。 
e
:自然對數(shù)基數(shù)。 
t
:厚度(cm

波長

透過率%

nm

     合成   石英玻璃

     氣煉   石英玻璃

     紅外   石英玻璃

170

50

10

0

180

80

50

3

190

84

65

8

200

87

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20

220

90

80

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240

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75

88

4000

55

55

73

4500

15

25

35

5000

7

15

30

 

 

 

 

 

石英玻璃的化學性能

 

 

石英玻璃的純度主要取決與原料,用四氯化硅等高純原料生產的石英玻璃純度可以達到6個九(99.9999%);用提純的天然石英生產的石英玻璃純度可以達到4個九,用于半導體工業(yè);用天然石英生產的普通石英玻璃純度在3個九左右。
 

表中列出石英玻璃分析雜質含量水平
產品出廠時將提供同批產品的實際分析數(shù)據(jù)。

 

L1

Na

K

Fe

Al

Ca

Mg

Cu

Co

Mn

Ni

OH

氣煉石英石英

0.55

1.8

1.5

0.55

18

2.6

0.65

0.25

0.02

0.05

0.03

160

連熔石英玻璃

2.02

4.4

1.2

2.2

22

3.7

0.53

0.04

0.04

0.05

0.04

150

合成石英玻璃

0.1

< 0.1 

0.1

0.1

0.1

0.1

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0.1

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