石英玻璃的物理特性

　　石英玻璃 - 物理特性

　　純度

　　純度是石英玻璃的重要指標，對理化性能和使用性能影響甚大，如失透性、高溫強度、軟化點、光的傳導、熱穩定性、化學穩定性、耐輻射性、熒光特性等；此外，用于半導體工業的石英玻璃，對純度的要求更為苛刻，微量的雜質將給半導體材料的電性能和壽命以及集成度帶來嚴重的影響。由于半導體材料的純度要求控制在ppb數量級以下，因此石英玻璃則應控制在ppm數量級以適應半導體工業的需要。B的分凝系數近于1，是有害的雜質之一，Cu、Fe、Ti等影響半導體的少子壽命，K、Na、Li是單晶材料產生微缺陷的有害雜質。

　　失透性

　　石英玻璃

　　失透（又叫析晶性）是石英玻璃的一個固有缺陷，從熱力學觀點看，石英玻璃的內能高于結晶態方石英，屬熱力學上不穩定的亞穩態，當溫度高于1000℃時，SiO2分子振動加速，經一段較長時間的重新排列、定向便形成結晶。失透性是以晶核成長速度來表示的，不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分別達到大值。析晶主要出現在表面，其次是內部缺陷處，原因是這些地方容易沾污，引起雜質離子的局部集聚，特別是堿離子（如K、Na、Li、Ca、Mg等）進入網絡后引起粘度降低，促使失透加速。

　　離子擴散及透氣性

　　石英玻璃的結構十分松弛，甚至在高溫下還允許某些氣體的離子通過網絡進行擴散，其中以鈉離子的擴散快。石英玻璃的這一性能對于使用者尤為重要，例如，半導體工業用石英玻璃作為高溫容器或擴散管時，由于半導體材

　　石英玻璃

　　料要求很高的純度，所以要求與石英玻璃接觸的作為爐襯的耐火材料必須預先經過高溫和清潔處理，除掉鉀、鈉等堿性雜質，然后才能放入石英玻璃內使用。各種離子在石英玻璃中的擴散系數。

　　電學特性

　　石英玻璃具有很高的介電強度和低的導電率，即是在高溫、高壓和高頻下，仍能保持很高的介電強度和電阻，在所應用的頻帶內幾乎沒有介電損耗，因此石英玻璃是優良的高溫介電絕緣材料。在常溫下，它的電阻相當于普通玻璃的10倍，對全部頻率的介電損失很微小，絕緣耐壓強度大。

　　熱學性能

　　石英玻璃的熱膨脹系數小，為5.5×10-7 /℃，只有普通玻璃的1/12～1/20，標準規定將試樣灼燒到1200℃后急速投到冷水中，反復三次以上不允許炸裂。石英玻璃加入適量鈦元素后還可做成零膨脹系數的材料，在激光技術、天文和尖端技術中已得到應用。

　　機械性能

　　石英玻璃的機械性能比硬質玻璃和陶瓷都好，唯脆性較差。石英玻璃的理論計算強度很高，約為24×103 MPa，但實際測得的強度要比這個數值低數十倍。石英玻璃的強度隨著溫度的升高而增加，接近退火溫度時達到大值。石英玻璃的剪切模量、楊氏模量、阻尼、泊松比、破壞模量一般均隨著溫度的升高而增加，硬度則隨著溫度的升高而降低。 

　　石英玻璃還具有耐宇宙放射線，和不透原子核裂變產物的性質。（石英玻璃片）（石英玻璃儀器）（石英玻璃廠）