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石英玻璃性能

广州市朗普光电科技有限公司

2014/8/14 10:09:28
 

 

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种,其他玻璃有各种各样的成分,而石英玻璃的主要成分是二氧化硅。
石英玻璃从大的制作范围上可以分为熔融石英玻璃和合成石英玻璃两大类。耐热性、透光性、电气绝缘性、化学稳定性都非常地优良。
            
石英玻璃的用途
由于石英玻璃的优良性能,因此被广泛用于光学、化学、半导体工业、液晶、照明等多个领域和行业中。
 

石英玻璃的化学纯度(热点)

 

 

石英玻璃的纯度主要取决与原料,用四氯化硅等高纯原料生产的石英玻璃纯度可以达到6个九(99.9999%);用提纯的天然石英生产的石英玻璃纯度可以达到4个九,用于半导体工业;用天然石英生产的普通石英玻璃纯度在3个九左右。

表中列出石英玻璃分析杂质含量水平。

产品出厂时将提供同批产品的实际分析数据。

 

L1

Na

K

Fe

Al

Ca

Mg

Cu

Co

Mn

Ni

OH

气炼石英石英

0.55

1.8

1.5

0.55

18

2.6

0.65

0.25

0.02

0.05

0.03

160

连熔石英玻璃

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

 

石英玻璃的热学性能(精华)

 

 

石英玻璃的热膨胀系数极小,对热变化敏感度达到zui低。由于石英玻璃粘度*,即使在熔融状态下仍保持较大的粘度,所以耐高温性能优于其他任何一种玻璃。石英玻璃的粘度受羟基含量和杂质含量的影响较大,羟基和金属含量增加粘度降低。
 

 

              -石英玻璃的各特征温度

特征温度

透明石英玻璃

合成石英玻璃

转变温度

1075-1180

1025-1120

应变温度

1075

1025

退火温度

1180

1120

软化温度

1730

1600

热加工温度

1700-2100

1600-2000

石英玻璃的光学性能

 

 

石英玻璃的光学性能

 
 


石英玻璃是透紫外线,可见光,近红外线性能的玻璃,可以根据需要从168nm-3500nm波段范围任意选择所须品种。
 

光学石英玻璃牌号

 

名称

牌号

对应牌号

特征

远紫外光学石英玻璃

ZS-1

JGS1

在紫外和可见光谱范围内透明; 185-250nm波段范围内无吸收带;   2600-2800nm波段范围内有强吸收带;非发光,光辐射稳定。

紫外光学石英玻璃

ZS-2

JGS2

在紫外和可见光谱范围内透明; 200-250nm波段范围内无吸收带;   2600-2800nm波段范围内有强吸收带;非发光,光辐射稳定。

红外光学石英玻璃

HS

JGS3

在可见和红外光谱范围内透明; 2600-2800nm波段范围内无明显吸收带;

 

和普通硅酸盐玻璃相比,透明石英玻璃在整个波长头优良的透过性能。在红外区光谱透过比普通玻璃大;在可见区,石英玻璃的透过率也是比较高的。在紫外光谱区特别是在短波紫外区,光谱透过比其他玻璃好的多。
光谱透过率受三个因素影响:反射,散射和吸收。石英玻璃的反射一般为8%,紫外区大一些,红外区小一些。所以石英玻璃的透过率一般不大于92%。石英玻璃的散射比较小,一般可以忽略。光谱吸收和石英玻璃的杂质含量和生产工艺有密切的关系;在低于200钠米波段的透过率的高低,代表金属杂质含量的多少;240钠米的吸收表示缺氧结构的多少;可见波段的吸收是由于过渡金属离子的存在造成的,2730钠米的吸收是羟基的吸收峰,可以用于计算羟基含量。 
用光谱吸收羟基计算的方法:
A GE公司的计算公式:C=910/T * LOG10Ta/Tbmm-1

C:
羟基含量(Cppm
T:厚度(mm
Ta:2600钠米波长的透过率
Tb2730钠米波长的透过率
B:中国的国家标准计算公式:C=96.5/d * LG10Ia/Imm-1
C:
羟基含量(ppm
d:厚度(cm)
Ia:2730
钠米基线到零线的距离(mm
I2730钠米吸收峰到零线的距离(mm

光谱透过率:厚度(1mm
其它厚度光谱透过率可以用公式推导:T = (1-R)2 e -at

T:
透过率 
R
:单反射损耗。 
e
:自然对数基数。 
t
:厚度(cm

波长

透过率%

nm

     合成   石英玻璃

     气炼   石英玻璃

     红外   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

 

 

 

 

 

石英玻璃的化学性能

 

 

石英玻璃的纯度主要取决与原料,用四氯化硅等高纯原料生产的石英玻璃纯度可以达到6个九(99.9999%);用提纯的天然石英生产的石英玻璃纯度可以达到4个九,用于半导体工业;用天然石英生产的普通石英玻璃纯度在3个九左右。
 

表中列出石英玻璃分析杂质含量水平
产品出厂时将提供同批产品的实际分析数据。

 

L1

Na

K

Fe

Al

Ca

Mg

Cu

Co

Mn

Ni

OH

气炼石英石英

0.55

1.8

1.5

0.55

18

2.6

0.65

0.25

0.02

0.05

0.03

160

连熔石英玻璃

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

 

 

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