石英玻璃.docx
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石英玻璃
石英玻璃
一，石英玻璃基本概述
1.1简介，1.2定义，1.3化学性质，1.4纯度
二，石英玻璃的特性
2.1失透性，2.2化学性能，2.3透气性，2.4电学性能，2.5光学性能，2.6热学性能，2.7机械性能
三，石英玻璃的应用
3.1新型光源方面，3.2半导体方面，3.4在新技术领域中 3.5在化工方面3.6在高温作业方面3.7在电工方面3.8在科研方面
四，石英玻璃制备方法
4.1.电熔法4.2.气炼法4.3.SiCl4蒸汽水解法4.4.高频感应等离子炬熔融法4.5.凝胶法
五，石英玻璃新品种
5.1. 高纯石英玻璃5.2石英纤维和石英棉5.3低膨胀石英玻璃5.4吸收紫外线石英玻璃5.5荧光石英玻璃5.6石英陶瓷5.7乳白石英玻璃
六，石英玻璃使用须知及粘接方法
6.1使用须知6.2粘接方法
七，客户讨论等
一，石英玻璃基本概述
1.简介：
石英玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料，其微观结构是一种由二氧化硅四面结构体结构单元组成的单纯网络，由于Si-O化学键能很大，结构很紧密，所以石英玻璃具有独特的性能，尤其透明石英玻璃的光学性能非常优异，在紫外到红外辐射的连续波长范围都有优良的透射比。
2.定义：
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得。
自然界中的石英，从地壳表面往下十六公里，几乎有65％，普通形状为细小的无规则颗粒。
石英玻璃是一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃。
由于种类、工艺、原料的不同，国外常常叫做硅酸玻璃、石英玻璃、熔融石英、熔凝石英、合成熔融石英，以及没有明确概念的透明、半透明、不透明石英等。
在我国统称石英玻璃，多按工艺方法、用途及外观来分类，人们习惯于用“石英”这样一个简单的词汇来命名这种材料，这是绝对不妥的，因为“石英”是二氧化硅结晶态的一种通称，它与玻璃态二氧化硅在理化性质上是有区别的。
3.化学性质：
石英玻璃具有极低的热膨胀系数，高的耐温性，极好的化学稳定性，优良的电绝缘性，低而稳定的超声延迟性能，最佳的透紫外光谱性能以及透可见光及近红外光谱性能，并有着高于普通玻璃的机械性能。
4.纯度：
纯度是石英玻璃的重要指标，对理化性能和使用性能影响甚大，如失透性、高温强度、软化点、光的传导、热稳定性、化学稳定性、耐辐射性、荧光特性等；此外，用于半导体工业的石英玻璃，对纯度的要求更为苛刻，微量的杂质将给半导体材料的电性能和寿命以及集成度带来严重的影响。
由于半导体材料的纯度要求控制在ppb（单独拿出来，不能说是单位，就象％一样，不是单位PPb是10的－9次方）数量级以下，因此石英玻璃则应控制在PPm（PPm是10的－6次方）数量级以适应半导体工业的需要。
B的分凝系数近于1,最难除掉，是最有害的杂质之一，Cu、Fe、Ti等影响半导体的少子寿命，K、Na、Li是单晶材料产生微缺陷的有害杂质。
二，石英玻璃的特性
2.1失透性：
失透（又叫析晶性）是石英玻璃的一个固有缺陷，从热力学观点看，石英玻璃的内能高于结晶态方石英，属热力学上不稳定的亚稳态，当温度高于1000℃时，SiO2分子振动加速，经一段较长时间的重新排列、定向便形成结晶。
失透性是以晶核成长速度来表示的，不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分别达到最大值。
析晶（析晶，是当物体在处于非平衡态时，会析出另外的相，该相以晶体的形式被析出。
这种现象广泛存在于自然界中。
比如说过饱和溶液析出的溶质晶体，某些掺杂金属热处理中析出的小颗粒）主要出现在表面，其次是内部缺陷处，原因是这些地方容易沾污，引起杂质离子的局部集聚，特别是碱离子（如K、Na、Li、Ca、Mg等）进入网络后引起粘度降低，促使失透加速。
由于石英玻璃的热膨胀系数和比重同析晶产物β-方石英相近，所以在高温下连续使用时，尽管析晶区不断扩大，但体积变化并不明显，仍可满意地继续使用，此时尚可减轻玻璃的塑性变形，使耐火度提高。
当析晶产物冷却到800℃时，则出现细小的龟裂网络。
继续冷却到200-275℃时，则出现方石英从高温型到低温型（即β-方石英→a-方石英）的结构变化，并伴随着发生体积聚变，如果析晶层很深，则石英玻璃亦随之破裂。
由于析晶常常出现在有杂质的地方，所以高温使用前的表面状态及周围耐火材料、气氛十分重要。
2.2化学性能：
石英玻璃属酸性材料，除氢氟酸和热磷酸外，对其它任何酸均表现为惰性，是最好的耐酸材料。
在常温下碱和盐对石英玻璃的腐蚀程度也是极微的，因此不排除在这些试剂中使用石英玻璃。
透明石英玻璃比不透明石英玻璃具有更好的化学稳定性，这是因为后者由于气泡的存在暴露在腐蚀液中的表面积增加所致。
石英玻璃不吸湿，不风化。
石英玻璃对所有碱和碱土化合物都非常敏感，这些化合物极轻微的痕量也会促使石英玻璃在高温下产生析晶。
2.3透气性：
石英玻璃的结构十分松弛，甚至在高温下还允许某些气体的离子通过网络进行扩散，其中以钠离子的扩散为最快。
石英玻璃的这一性能对于使用者尤为重要，例如，半导体工业用石英玻璃作为高温容器或扩散管时，由于半导体材料要求很高的纯度，所以要求与石英玻璃接触的作为炉衬的耐火材料必须预先经过高温和清洁处理，除掉钾、钠等碱性杂质，然后才能放入石英玻璃内使用。
在常温下，可以认为石英玻璃是不透气的，在高温（例如700℃）下，某些气体的透气常数也很小。
因此可以用在高温高真空装备中。
2.4电学性能：
石英玻璃具有很高的介电强度和极低的导电率，即是在高温、高压和高频下，仍能保持很高的介电强度和电阻，在所应用的频带内几乎没有介电损耗，因此石英玻璃是优良的高温介电绝缘材料。
在常温下，它的电阻相当于普通玻璃的10倍，对全部频率的介电损失很微小，绝缘耐压强度大
2.5光学性能：
石英玻璃的光学性能有其独到之处，它既可以透过远紫外光谱，是所有透紫外材料最优者，又可透过可见光和近红外光谱。
由于石英玻璃耐高温，热膨胀系数极小，化学热稳定性好，气泡、条纹、均匀性、双折射又可与一般光学玻璃媲美，所以它是在各种恶劣场合下工作具有高稳定度光学系统的必不可少的光学材料。
石英玻璃的结构，杂质含量，OH（氢氧根）基因及NO（氮氧化合物）、CO（一氧化碳—）等含量是影响光谱透过率的主要因素，氧原子结合不良在0.24μ（渺子符号）处则有吸收峰，含有OH基团的石英玻璃，在2.7μ处由于分子振动将产生明显的吸收峰，紫外透过率低主要是由于金属杂质多造成原子吸收光谱所致。
电熔石英玻璃是很好的透红外材料，但由于杂质的存在，紫外透过率低。
氢氧焰熔制水晶所获得的石英玻璃，由于氧结构缺陷，在0.24μ处有吸收峰，同时含有OH基团，所以红外透过极低。
用合成原料气炼的高纯光学石英玻璃是最好的透紫外材料，但在2.7μ处有严重的OH吸收峰。
只有用合成原料通过电熔或无氢火焰熔融而成的光学石英玻璃，才能很好地透过从远紫外到近红外的连续光谱。
2.6热学性能：
石英玻璃的热膨胀系数小，为5.5×10-7/℃，只有普通玻璃的1/12～1/20.部标准规定将试样灼烧到1200℃后急速投到冷水中，反复三次以上不允许炸裂。
石英玻璃加入适量钛元素后还可做成零膨胀系数的材料，在激光技术、天文和尖端技术中已得到应用。
2.7机械性能：
石英玻璃由单组元硅氧四面体组成网络骨架，硅氧键键强很大，结构紧密，机械强度很高，为普通玻璃的2～3倍；它的机械性能比硬质玻璃和陶瓷都好，唯脆性较差。
石英玻璃的理论计算强度很高，约为24×103MPa，但实际测得的强度要比这个数值低数十倍。
影响强度的主要因素首先是玻璃的表面缺陷，特别是表面微裂纹的大小及深度影响最为明显，细磨的石英玻璃试样比粗磨的试样，其抗折强度约增加0.6倍；其次是内在缺陷，例如，气泡、杂质、熔化不均以及残余应力等。
石英玻璃的强度随着温度的升高而增加，接近退火温度时达到最大值。
石英玻璃的剪切模量、杨氏模量、阻尼、泊松比、破坏模量一般均随着温度的升高而增加，硬度则随着温度的升高而降低。
三，石英玻璃的应用
石英玻璃主要用于电光源，半导体，光学新技术，化工、冶金、电工、科研等方面：
3.1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。
3.2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，如生长锗，硅单晶的坩埚、舟皿炉芯管和钟罩等。
3.4在光学新技术领域中：
用其声、光、电学的极佳特性、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，辐射；热天秤，真空吸附装置，精密铸造等。
3.5在化工方面：
可做高温耐酸性气体的燃烧、冷却和通风装置，酸性溶液的蒸发，冷却吸物收，贮存装置，蒸馏水，盐酸、硝酸、硫酸等的制备和其它物理化学实验用品。
3.6在高温作业方面：
可做光学玻璃的，坩埚烧成萤光体客气，电炉炉芯管，气体燃烧辐射体，热电偶保护管等。
3.7在电工方面：
可做高压高频绝缘管，引波管等。
3.8在科研方面：
石英玻璃和石英玻璃棉可作火箭的喷咀，宇宙飞船防热罩和观察窗等。
四，石英玻璃制备方法：
4.1.电熔法：
石英原料在真空（5×10－2mmHg）或低压惰性（N2）介质中电熔。
4.2.气炼法：
采用氢氧焰或其它碳氢化物（乙炔）可燃气体产生高热来熔化物料。
4.3.SiCl4蒸汽水解法：
将四氯化硅蒸汽由氢气携带通入氢氧喷灯火焰中，生成二氧化硅及氯化氢，氯化氢气体随烟气逸出，而二氧化硅则沉积。
4.4.高频感应等离子炬熔融法：
由高频电磁场的感应耦合作用而产生等离子体灯炬，内核温度高达15000K，熔化物料。
4.5.凝胶法：
将多孔（50～80Å）凝胶成形后在250℃下真空处理，排出H2O，通过热处理排除有机物，1000℃下加热消除气孔，形成石英玻璃。
五，石英玻璃新品种
5.1. 高纯石英玻璃：
SiO2六个九～七个九，二氧化硅含量高低分为高纯石英玻璃原料和普通石英玻璃原料,高纯石英玻璃生产的传统原料是天然水晶,天然水晶中SiO2含量很高,但世界上蕴藏真正透明的、SiO2含量高的水晶是异常稀少的，用于光谱仪、分光光度计、荧光计零件；高纯石英玻璃可制光导纤维
5.2石英纤维和石英棉：
石英玻璃纤维能长期在1050℃使用，短期可在1200℃作为烧蚀防护材料使用，还有着卓越的电绝缘性，它的介电常数和介质损耗系数是所有矿物纤维中最好的，不仅如此，在高温和高频率下，它的电绝缘性也表现得非常优秀。
再加上低密度（2.g/㎝3）、不吸湿性和优秀的机械性能，使它成为雷达罩、电磁发射窗口和低介电产品使我首选材料。
目前该产品在这方面主要应用于以下领域：
（1）军事飞行器的雷达罩,包括各种战斗机和先进的导弹。
（2）民用飞行器的雷达罩。
（3）干扰电磁发射窗口。
（4）通信和电视卫星的雷达罩。
（5）无人驾驶的飞行器和潜水艇等。
（6）用于超级计算机的高频电路板和低膨胀率的电路板。
5.3低膨胀石英玻璃：
（加入钛等，可使α∝0）用于原子钟腔体，宇宙飞行器窥窗。
比石英玻璃（5×10~（-7）/℃）还要低一个数量级。
由于它的膨胀系数很低,热稳定性好,而且能够热加工,因此在现代科学技术和国防建设上有着多方面的用途。
5.4吸收紫外线石英玻璃：
它包含二氧化硅、铈氧化物、钕氧化物和铝氧化物。
不仅能将对人体有害的紫外线吸收并转化为有益的可见光，还能将可见光中的红色光谱吸收，改善光色，增强光效。
用于制做卤钨灯和金属卤化物灯的玻壳材料。
使加热钨丝发光的光源，接近于日光光色。
是一种新的绿色环保型灯用玻壳材料。
将灯的光效提高２０%—３０％。
其成分对生产工艺的适应性强，能在还原气氛中熔融生产。
5.5荧光石英玻璃：
分析蛋白质的化学组成，食品、药物、塑料等的检测；
5.6石英陶瓷：
一种是用晶态石英（石英砂或水晶）1600度生产的，另一种是用石英玻璃粉碎后1200度生产的石英玻璃陶瓷。
具有导热性差、膨胀系数小、耐高温、热稳定性好、且成本较低等优点。
已成功应用到冶金、建材、化工、国防、科研等部门。
5.7乳白石英玻璃：
（4～8μm、11μm后有较强的选择反射光谱带）不透明石英玻璃外观呈乳白色,俗称乳白石英玻璃。
远红外辐射电加热器材料，家用电热器具不可缺少的加热元件和节能材料。
六，石英玻璃使用须知及粘接方法
6.1使用须知：
1.石英玻璃制品是贵重的材料，使用时必须轻拿轻放，十分小心；
2.各种石英玻璃都有一个最高使用温度，使用时不应超过此温度，否则会析晶或软化变形；
3.需高温使用的石英玻璃，使用前必须擦拭干净。
石英玻璃制品，在使用前，必须用取离子水认真清洗或用酒精擦洗干净（我公司胶水配套擦拭剂），操作时应戴细线手套，清洗后严禁用手直接接触，和防止落上灰尘，否则会使石英玻璃失去高纯度性，而直接影响使用寿命。
4.高温下允许连续使用石英玻璃制品，这对延长石英玻璃的寿命和提高耐温性能是有好处的。
反之，高温下间歇使用石英玻璃制品，其使用次数是有限的；
5.石英玻璃材质虽具有极高的热稳定性，可以经受剧烈的温差骤变。
但实际使用时，由于残余应变和产品形状不同，热稳定性有一定的差别，使用时应加以注意；和其它物质（如金属）一起使用，必须考虑到其它物质的膨胀系数，否则就会造成破损。
6.石英玻璃系酸性材料，高温使用时严格避免同碱性物质（如水玻璃、石棉、钾钠的化合物等）接触，否则将大大降低其抗结晶性能。
6.2粘接方法：
同步升温法
原因及注意事项：
1.材料为是石英、铝或不锈钢，在加热过程中，石英吸热速度慢于铝及不锈钢。
2.应力问题：
石英胶水铝或不锈钢三者在高低温下的应力释放不一致，会导致石英炸裂或强度不高而导致脱落。
也可以提前对石英玻璃进行预热。
3.材料表面的处理：
石英、铝、不锈钢等离子清洗干净，烘干，若不能实现等离子清洗，则采取擦拭剂擦拭，烘干待用。
4.为了克服应力及固化程度的彻底性，则需进行低温保温，80度以下温度，其目的是使胶水石英及金属尽可能达到同一温度值，胶水充分浸胶。
5.加热固化，当胶水、石英及金属达到恒定温度时，胶水迅速反应，但在较短时间内释放峰值，峰值在释放完则需一个过程，故后续的再升温继续固化是为了提高胶水固化后的热变形温度及交联密度。
6.胶水彻底固化后，需缓慢降温释放应力。
如在第一次固化后迅速取出或迅速降温，则会导致石英开裂或脱落。
当第一次应力释放（缓慢降温法）后，在以后的高低温循环时就会大大降低或不会存在石英开裂或脱落的现象。
七，客户讨论等
1.南通涞沃仪器，金属粘接石英玻璃，沙漠中使用的仪器设备，耐黄变性（80°10H不黄变）
2.单先生，石英毛细管在四氟乙烯管内，密封端口。
有98%浓度的浓硫酸通过
3.QQ客户李源，微透镜阵列，石英玻璃小透镜，耐15W的uv光源，折射率要求1.6-1.7之间，405nm波长的光透过率要在90%以上。
4.苏州翌波晶体技术有限公司，透光率在90%以上，折射率1.6-1.8
耐黄变性，无色透明
5.成都何先生，石英光纤，粘接成束，长期耐温125°，最高耐温200°，传输距离短，不考虑胶水颜色，粘好后要研磨
沙盒期一般都是2-6个月。
但是我用了一个来月就成功的走出了这一怪圈。
希望我的个人经验能帮助处在这一期间的盟友。
首先讲述一下何为沙盒期。
沙盒是指一个新站建立后搜索引擎会对其进行一个类似资格评价的阶段，我们将这个阶段称为沙盒，在沙盒里面的这段时间，我们将其称为沙盒期，沙盒期一般都是2-6个月。
在此期间你的网站的文章有可能很快被XX收录，但第二天又被搜索引擎删除。
1.一切皆有因果，网站不会无缘无故的进入沙盒期，第一步就是需要了解网站的症结所在。
经查询网站之所以进入沙盒期有以下一个原因：
一：
网站权重非常低，而且你还经常的修改网站的标题，以及相关关键词。
这样在XX进行大更新的时候，往往会把这样权重低而且目标内容不明确的网站放进沙盒里面进行查考，通常这段时间需要两周的时间，在这段时间里面一旦你的网站标题确认下来了就不能够再随意改动的，同时还要保证网站的正常更新，网站的外链要检查，保证正常，当然这时候做的外链一定要循序渐进，不能够一夜之间外链暴涨，也不能够好几天看不到一个外链!
二：
友链出现问题时候也常常把你网站放进XX沙盒里面。
比如和你交换友链的网站有个别的网站被K了，这时候XX就会把和这个被K的网站有友链的网站放进沙盒进行考察，看看你的网站是不是也有问题，此时你要做的就是把被K的网站友链关闭掉，而且在做友链的时候一定要注意数量，一般控制在20到30以内为好!
三：
网站的垃圾外链太多，无效外链太多。
当你的网站通过购买的方法一夜之间就多出来很多的外链的时候，往往XX会认为你在作弊，会把你放在沙盒里面考察，此时你要根据情况，慢慢的检查外链，看看是不是发外链程序搞的，如果是人工发外链一般不会出现这样的问题!
四：
网站的内容长期都是采集，转载，没有什么原创的内容。
这样的网站很可能会被XX放进沙盒，而且放进沙盒的时间可能还比较长，所以在放进沙盒的时候，更需要不断的提高网站内容的质量，不断的进行原创式更新，否则网站可能就永无出头之日了!
五：
认真检查自己的网站还有没有作弊的痕迹。
比如有没有购买过黑链接，有没有通过黑帽的SEO优化手法，反此种种都要及时的祛除，而且需要循序渐进的祛除!
随后我根据自家网站的情况对应以上的原因一一排查，最后确定为网站的垃圾外链太多，无效外链太多。
我前面有提到我的做法里面每发布一篇原创的文章就会分享链接到各个微博和空间等。
点击量在分享过后的一段时间里会有不少点击量过来，但就是因为这样，可能我们被XX认为是在作弊，因而放入沙盒进行考察。
2.找到症结所在之后就要，寻求对应的解决方法。
我的做法是：
一、立即停止分享连接到各个微博和空间。
二、定时发布描写与网站关键词或产品相关的原创文章。
请注意我描红的字，“定时”和“与网站关键词相关或产品相关”“原创”。
这里我虽然写的是一点，但是里面涵盖了三层意思：
（1）定时。
就是每天发布文章要在固定的时间段里，比如我每天都会在11~12点这个时间段完成发布。
这个看每个站长的安排。
这是因为这样做会让常常爬行的XX的蜘蛛以为你的网站不仅是一个常常更新的好网站，还是一个规律性的好网站。
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在以后的更新的文章里都要围绕着这些关键词来进行优化。
假如我们所写的文章与网站关键词无关，即使这些文章被收录后排名很好，点击量很大，然而所到人群并非我们的目的客户，看到我们的网站也是无济于事，与网站无关的关键词排名好更不利于我们网站所需关键词的优化。
假如关键词可描写的内容较少，那么就写与所销售内容产品相关的文章。
（3）原创文章。
这一点就是老生常谈了。
但是这又是非常重要的一点所以不得不提，XX就是喜欢新的东西。
如果单纯的复制或转载不但不会被收录，不利于网站，反而会被XX认为是不好的网站。
前面的进入沙盒也有这一点的原因。
三、定时更新产品信息。
产品信息不是上传上去就一成不变，我们也是需要更新的，哪怕只更新几个字后再重新发布。
但是这个也是必须做的，这样利于单个产品信息的收录。
还要注意定时的做这件事，同样是为了讨好XX蜘蛛，让它认为我们是一个规律性的网站。
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