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石英玻璃的物理特性
上傳時(shí)間:2021年10月08日 10:40:23
  純度是石英玻璃的重要指標(biāo),對(duì)理化性能和使用性能影響甚大,如失透性、高溫強(qiáng)度、軟化點(diǎn)、光的傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻射性、熒光特性等;此外,用于半導(dǎo)體工業(yè)的石英玻璃,對(duì)純度的要求更為苛刻,微量的雜質(zhì)將給半導(dǎo)體材料的電性能和壽命以及集成度帶來嚴(yán)重的影響。由于半導(dǎo)體材料的純度要求控制在ppb數(shù)量級(jí)以下,因此石英玻璃則應(yīng)控制在ppm數(shù)量級(jí)以適應(yīng)半導(dǎo)體工業(yè)的需要。B的分凝系數(shù)近于1,最難除掉,是最有害的雜質(zhì)之一,Cu、Fe、Ti等影響半導(dǎo)體的少子壽命,K、Na、Li是單晶材料產(chǎn)生微缺陷的有害雜質(zhì)。

  離子擴(kuò)散及透氣性

  石英玻璃的結(jié)構(gòu)十分松弛,甚至在高溫下還允許某些氣體的離子通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)散,其中以鈉離子的擴(kuò)散為最快。石英玻璃的這一性能對(duì)于使用者尤為重要,例如,半導(dǎo)體工業(yè)用石英玻璃作為高溫容器或擴(kuò)散管時(shí),由于半導(dǎo)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(yù)先經(jīng)過高溫和清潔處理,除掉鉀、鈉等堿性雜質(zhì),然后才能放入石英玻璃內(nèi)使用。各種離子在石英玻璃中的擴(kuò)散系數(shù)。

   電學(xué)特性

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

   熱學(xué)性能

  石英玻璃的熱膨脹系數(shù)小,為5.5×10-7 /℃,只有普通玻璃的1/12~1/20,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將試樣灼燒到1200℃后急速投到冷水中,反復(fù)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(shù)的材料,在激光技術(shù)、天文和尖端技術(shù)中已得到應(yīng)用。

  機(jī)械性能

  石英玻璃的機(jī)械性能比硬質(zhì)玻璃和陶瓷都好,唯脆性較差。石英玻璃的理論計(jì)算強(qiáng)度很高,約為24×103 MPa,但實(shí)際測(cè)得的強(qiáng)度要比這個(gè)數(shù)值低數(shù)十倍。石英玻璃的強(qiáng)度隨著溫度的升高而增加,接近退火溫度時(shí)達(dá)到最大值。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。 
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