熔融石英的應用前景

     熔融石英又稱石英玻璃，是以天然石英，包括硅石、水晶為原料，經(jīng)高溫熔融而制得的一種過冷液體。我國的石英玻璃產(chǎn)業(yè)隨著我國國防科技和軍事工業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展，石英玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量得到很大提高，但與國外先進技術水平相比，在石英玻璃的高純度、熔制設備和節(jié)能控制方面還有較大差距。

      熔融石英突出的優(yōu)越性是其具有其他材料所沒有的獨特的綜合性能，即非常低的熱導率、極好的抗熱振性，很高的變形溫度和軟化溫度，很低的熱傳導能力，很低的介電損失和從紫外線到紅外線的極寬的光譜范圍內(nèi)的光學透過能力。

電光源是將電能轉化為光能的器件，廣泛用于日常照明、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防和科研等方面。熔融石英電光源主要產(chǎn)品包括低強度的節(jié)能燈、殺菌燈以及高強度的汞燈、鈉燈、金屬鹵化物燈等，除此之外還包括紅外線燈、紫外線殺菌燈等。殺菌燈主要用于醫(yī)療衛(wèi)生、飲食行業(yè)、消毒處理。汞燈、鈉燈主要用于大型廣場及道路照明。

熔融石英材料是生產(chǎn)光纖預制棒和光纖生產(chǎn)過程中主要的輔助配套材料，沒有質(zhì)量優(yōu)異的原材料就無法生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的光纖產(chǎn)品，從而無法進行規(guī)?；a(chǎn)。高純?nèi)廴谑⒒苁荕CVD、PCVD及其衍生工藝技術中重要的原材料之一，它有嚴格的尺寸和純度要求，在光纖制造過程作為新層的沉積基管，要求為光導級，由此可見對材料的純度和內(nèi)在質(zhì)量要求很高。

熔融石英材料是光纖預制棒的重要基礎材料，而且熔融石英制品也貫穿于制棒和拉絲等光纖生產(chǎn)的全過程，目前我國的部分光纖用石英玻璃制品已達到了一定的水平，但缺少尖端產(chǎn)品，如高精度、高純度的石英玻璃基管、外套管。

我國電子信息、半導體制造發(fā)展迅速，與此同時對關鍵材料也提出了明確的要求，促進了相關產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，熔融石英制造業(yè)成為電子信息、半導體、集成電路行業(yè)發(fā)展的受益者。因石英玻璃的高純度、耐高溫、低的熱膨脹等優(yōu)良性能而被大量采用。如：在對單晶硅片進行摻雜、擴散、氧化、退火等關鍵工序中使用的熔融石英擴散管；硅片外延工序使用的石英鐘罩；硅片酸洗和超聲波清洗工序使用的支架；控制單晶硅工序中使用的石英坩堝等。

由于熔融石英的各項優(yōu)良性能，所以在各種光學系統(tǒng)中、高、低溫光譜測試系統(tǒng)中，廣泛用作透鏡、棱鏡、照相機鏡頭、天文望遠鏡等。因熔融石英的高透過和耐高溫性能而廣泛用于工業(yè)窯爐、鍋爐及其他高溫場合的高溫觀測窗口。在激光技術方面，各類石英光纖、濾紫外線石英玻璃等廣泛用于激光醫(yī)療、工業(yè)激光加工、激光測距、傳感、儀器儀表等領域。

熔融石英具有很低的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)良的耐輻照性能，因此，它在航空業(yè)有廣泛用途。美國康寧公司研制的代號7971熔融石英具有超低膨脹系數(shù)，在0~200℃范圍平均線性熱膨脹系數(shù)為零，熱穩(wěn)定性特別好，密度低、剛度好、磨光性能好。用該類熔融石英制作大型天文望遠鏡坯料，可制作直徑3.96m鏡坯。濾紫外線耐輻照熔融石英具有很好的抵御高能射線的能力，同時可以過濾紫外線以保護內(nèi)部傳感器。熔融石英還可以作為結構件被用在太空飛船和航天飛機上。

在雷達上作為超聲延遲玻璃，超聲信號在熔融石英中的傳播速度要比金屬小十倍，并且具有延遲溫度系數(shù)低的特性。如果將大型熔融石英加工成多邊形，超聲波在多邊形玻璃中多次反射后可以延遲1微秒以上，這樣可以從一系列反射中識別移動目標的雷達信號，并可測定移動目標方位，具有現(xiàn)實意義。

在化工行業(yè)中，由于熔融石英具有耐酸、耐高溫、化學純度高等特性，是一些化工生產(chǎn)設備的理想材料。實驗室精餾水制取也一般采用石英玻璃精餾塔。

在冶煉行業(yè)中，熔融石英也是必不可少的材料。為測定鋼鐵液面溫度，外罩為透明熔融石英。工業(yè)窯爐上，熔融石英通常被作為高溫觀察窗以觀察爐內(nèi)熔化情況?？傻钟?00℃的溫差。

另外熔融石英具有熱膨脹系數(shù)極低、化學穩(wěn)定性極好的特點，因此可用來制造精密儀器，如：波長表、干涉儀、重力儀、陀螺儀等高精儀器。

總之，熔融石英由于其優(yōu)越的性能，被廣泛用于各行業(yè)。隨著科學技術發(fā)展，其應用前景必將更廣闊。