熔融石英的應(yīng)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(jìn)技術(shù)水平相比，在石英玻璃的高純度、熔制設(shè)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(dú)特的綜合性能，即非常低的熱導(dǎo)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(dǎo)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(xué)透過能力。

電光源是將電能轉(zhuǎn)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(qiáng)度的節(jié)能燈、殺菌燈以及高強(qiáng)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(yù)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(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。高純?nèi)廴谑⒒苁荕CVD、PCVD及其衍生工藝技術(shù)中重要的原材料之一，它有嚴(yán)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(dǎo)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(yù)制棒的重要基礎(chǔ)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(dá)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(dǎo)體制造發(fā)展迅速，與此同時(shí)對關(guān)鍵材料也提出了明確的要求，促進(jìn)了相關(guān)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(dǎo)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(jìn)行摻雜、擴(kuò)散、氧化、退火等關(guān)鍵工序中使用的熔融石英擴(kuò)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(xiàng)優(yōu)良性能，所以在各種光學(xué)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(jī)鏡頭、天文望遠(yuǎn)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(shù)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(lǐng)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(yuǎn)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(shí)可以過濾紫外線以保護(hù)內(nèi)部傳感器。熔融石英還可以作為結(jié)構(gòu)件被用在太空飛船和航天飛機(jī)上。

在雷達(dá)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(biāo)的雷達(dá)信號，并可測定移動目標(biāo)方位，具有現(xiàn)實(shí)意義。

在化工行業(yè)中，由于熔融石英具有耐酸、耐高溫、化學(xué)純度高等特性，是一些化工生產(chǎn)設(shè)備的理想材料。實(shí)驗(yàn)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(xué)穩(wěn)定性極好的特點(diǎn)，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(xué)技術(shù)發(fā)展，其應(yīng)用前景必將更廣闊。