石英玻璃密度,让小编来介绍下!
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光学石英玻璃石英玻璃石英玻璃有透明和不透明石英玻璃两种,透明和不秀明石英玻璃是工业和科研使用的最有经济价值的材料。
其制造(采用熔炼方法)所用的原料为水晶或高纯、超高纯石英砂(透明石英玻璃)和白色石英砂(不透明石英玻璃)。
这两种原料都存在于自然界,它的成份为最纯的SiO2所组成。
石英玻璃和水晶具有相同的化学成份,但在结构上大不相同。
一个是玻璃态,另一个是晶态。
水晶经不起高温热冲击,它遇高温就会破裂并转化成其它晶体变态,而石英玻璃经得起极高温的冲击。
制造透明石英玻璃和不透明石英玻璃要求在高温下进行,因为结晶SiO2在1713℃以上才能熔化。
2.3.1.石英玻璃概述石英玻璃在国外已有160多年历史,1839年法国人首先用氢氧燃烧火焰熔化石英制造石英玻璃,1902年英国人用石墨棒通电获得高温(称为单棒电熔炉)制造石英玻璃,二十世纪40年代发明了电熔连熔炉,50年代随着半导体技术和新型电光源的发展(急需大量石英玻璃),石英玻璃才迅速发展起来。
因为石英玻璃的生产技术难度大,直到目前能够大量生产石英玻璃的国家仅有美国、德国、法国、日本、英国、中国等少数国家。
我国石英玻璃研究始于1957年,在中华人民共和国成立之前是空白。
1956年国家制定12年科技发展规划,要求发展国防急需的57项重点研究任务,解决二弹一星用的新型高性能材料,为研究原子弹、导弹、人造卫星做好物质准备。
石英玻璃是第26项和第40项任务书中指定要研究的内容,任务是下达给当时的国家建筑材料综合研究所。
我国石英玻璃的发展大体可分为5个阶段:1957—1961年为开创阶段,以研究工艺制造方法为主;1962—1966年为形成产业阶段,在此期间完成很多军工任务,民品产量和质量也有很大提高,已初步形成产业;1978—1988年为改革创新时期,高新技术用石英玻璃,如:大规模集成电路用高纯耐高温石英玻璃管、高纯涂层坩埚、电弧法坩埚、光通信用石英玻璃、激光用石英玻璃等都是这一时期研究并大量生产的;1989—2000年为引进国外先进技术、技术创新、增加品种和产量等大发展时期,最为突出的是东海县发展成为电光源用石英玻璃生产基地,年产石英玻璃达6000吨(其中优质品2000余吨),质量极大的提高,成本几倍的下降,技术装备显著的改进。
石英的种类和主要特点(一)石英的主要特点石英主要成分为SiO2,一般我们所说的天然石英主要指分布广泛α-石英,属三方晶系,形态多为白色块状固体,部分混有其他元素呈现其他色泽,偶尔也有良好且透明的结晶,密度为2.65,莫氏硬度为7,熔点1750℃左右。
α石英又称低温石英,在自然界分布最广,是许多火成岩、沉积岩和变质岩的主要造岩矿物。
(二)石英的形成岩浆在侵入演化活动过程中,由于温度、压力等条件的改变,分异出富含SiO2的热液,顺层理、裂隙贯入围岩变质岩系中,或沿先期岩浆岩的接触破碎带侵入,形成脉状石英岩矿体。
(三)石英的种类在正常的压力下,石英晶体随着温度的不同共有五种不同性质的变体,即:(1)α石英,其温度低于573℃时为稳态,我们通常用的压电石英晶体属于此类。
(2)β石英,对α石英加温超过573℃时,即转变为β石英,它在573℃~870℃之间为稳态,但此时没有压电效应,也不能用作压电元器件了。
(3)磷石英,当对β石英加温超过870℃,β石英变为磷石英,它在870℃~1470℃之间为稳态。
(4)方石英,当对磷石英加温超过1470℃时,磷石英变为方石英,它在1470℃~1710℃之间为稳态。
(5)石英玻璃,当对方石英加温超过1710℃时及以后即开始溶化,熔化后的石英,将温度降低也不能恢复为上述形态。
由此看出,我们常用的α石英,其临界温度为573℃。
若超过这一温度,它将失去压电效应,这是我们在加工过程中必须十分注意的问题。
在特殊条件下石英还有柯石英,斯石英两种变体。
(6)柯石英是石英在冲击波作用下转变为亚稳态的高压相多型体,密度为3.01g/cm3。
在镜下为非常细、高折射率的颗粒集合体,约200~1100μm大小,嵌在击变石英玻璃中。
单晶很小(~1μm),呈四面体构架。
集合体排列平行于不同方向的平面,重折射率极低。
有些集合体为无色、带褐色或接近不透明。
在高温状态下不稳定,易转变为鳞石英或方石英。
(7)斯石英是石英更致密的高压相多型体,密度为4.35g/cm3,由共用边八面体链组成,具有金红石结构。
石英玻璃的光学性能石英玻璃是透紫外线,可见光,近红外线性能最好的玻璃,可以根据需要从168nm-3500nm波段范围任意选择所须品种。
光学石英玻璃牌号和普通硅酸盐玻璃相比,透明石英玻璃在整个波长头优良的透过性能。
在红外区光谱透过比普通玻璃大;在可见区,石英玻璃的透过率也是比较高的。
在紫外光谱区特别是在短波紫外区,光谱透过比其他玻璃好的多。
光谱透过率受三个因素影响:反射,散射和吸收。
石英玻璃的反射一般为8%,紫外区大一些,红外区小一些。
所以石英玻璃的透过率一般不大于92%。
石英玻璃的散射比较小,一般可以忽略。
光谱吸收和石英玻璃的杂质含量和生产工艺有密切的关系;在低于200钠米波段的透过率的高低,代表金属杂质含量的多少;240钠米的吸收表示缺氧结构的多少;可见波段的吸收是由于过渡金属离子的存在造成的,2730钠米的吸收是羟基的吸收峰,可以用于计算羟基含量。
光谱透过性能用光谱吸收羟基计算的方法:光谱透过率(Ta/Tb)mm-1C:羟基含量(C,ppm)T:厚度(mm)Ta:2600钠米波长的透过率Tb:2730钠米波长的透过率B:中国的国家标准计算公式:C=96.5/dLG10(Ia/I)mm-1C:羟基含量(ppm)d:厚度(cm)Ia:2730钠米基线到零线的距离(mm)I:2730钠米吸收峰到零线的距离(mm)光谱透过率:厚度1mm)其它厚度光谱透过率可以用公式推导:T = (1-R)2 e -atT: 透过率R:单反射损耗。
e:自然对数基数。
t:厚度(cm)石英玻璃的化学性能石英玻璃除氢氟酸和300度以上的脓磷酸以外其他所有酸,不论其温度和浓度,都不受侵蚀。
但是对强碱性盐和一些金属(包括化合物)常温下虽然不太受侵蚀,但在高温下侵蚀较严重。
具体见下表:石英玻璃的化学纯度石英玻璃的纯度主要取决与原料,用四氯化硅等高纯原料生产的石英玻璃纯度可以达到6个九(99.9999%);用提纯的优质天然石英生产的石英玻璃纯度可以达到4个九,用于半导体工业;用优质天然石英生产的普通石英玻璃纯度在3个九左右。
石英玻璃和普通玻璃成分嘿,朋友们!今天咱来聊聊石英玻璃和普通玻璃这俩玩意儿。
你说这石英玻璃啊,那可真是玻璃家族里的“贵族”呢!它就像是一个特别厉害的武林高手,有着自己独特的功夫。
石英玻璃主要成分是二氧化硅,纯度那叫一个高呀!这就好比是一碗纯净的泉水,没有一点儿杂质。
它耐高温,就像一个不怕火烤的勇士,不管多高的温度都能扛得住。
你想想看,一般玻璃遇到高温可能就软了、化了,可石英玻璃不一样,它在高温下依然稳稳当当的,厉害吧!而且它的化学稳定性也超强,不容易和其他东西发生反应,简直就是个“独行侠”,特立独行。
再看看普通玻璃,它就像是我们身边的老伙计,普普通通但又不可或缺。
普通玻璃成分也有二氧化硅,不过可没石英玻璃那么纯啦。
它虽然没有石英玻璃那么厉害的耐高温和化学稳定性,但在我们的日常生活中那也是用处多多呀。
窗户上的玻璃、杯子呀,这些可都是普通玻璃的身影呢。
它就像是一个随和的朋友,能适应各种环境。
咱打个比方吧,石英玻璃就像是一辆超级跑车,性能超强但价格也高;而普通玻璃呢,就像一辆经济实用的小汽车,虽然没那么牛,但能满足我们的基本需求。
你说,这俩是不是各有各的好呀?石英玻璃在一些高科技领域那可是大显身手呢,比如在半导体制造中,那可是发挥着重要作用。
普通玻璃呢,虽然没有那么高大上,但给我们的生活带来了很多便利呀。
你说要是没有普通玻璃,我们的窗户该用啥呀?要是没有石英玻璃,那些高科技设备又该怎么办呢?所以呀,它们俩都很重要,谁也少不了谁。
我们的生活不就是这样嘛,有像石英玻璃那样高大上的东西,也有像普通玻璃这样平凡却实用的东西。
它们共同构成了我们丰富多彩的世界。
我们要珍惜它们,也要好好利用它们,让它们为我们的生活增添更多的色彩和便利。
这就是我对石英玻璃和普通玻璃的看法,你们觉得呢?原创不易,请尊重原创,谢谢!。
石英玻璃的性能详解石英玻璃是二氧化硅单一成份的玻璃,通常分为透明石英玻璃和不透明石英玻璃(熔融石英)两大类。
透明石英玻璃只有极少量气泡,有相当高的光学均匀性和透明度,由水晶或四氯化硅为原料,经高温熔制而成, SiO2含量在99.95%以上,高纯石英玻璃喊99.999%以上,不透明石英玻璃是脉石英、石英砂为原料,经高温熔制而成,含SiO299.5%以上。
由于石英玻璃是由单纯(SiO4)四面体组成的网络骨架,而硅氧气键强很大,结构紧密,故机械强度、耐热性能很高,热膨胀系数很小,化学稳定性也很好,同时,粘度大,软化点也很高,由于网络中无填隙的阳离子,所以密度小、导电率、介质损失也很小。
石英玻璃的机械性能比硬质玻璃和陶瓷都好,新拉的无缺陷石英玻璃纤维强度为24100×106帕,直径不大的石英管及石英玻璃设备可耐很大的压力,石英玻璃制品中如有宏观缺陷,如气泡、外来杂物、熔化不均匀及存在的残余应力,都会影响其强度,使其降低。
石英玻璃机械性能名 称性能温度(o C)透明石英玻璃不透明石英玻璃20 76700×10671200×106500 80900×10674600×106强性模数(帕)900 83400×10677000×10620 33400×10630400×106500 35100×10633600×106刚性系数(帕)900 36300×10634600×106泊松比20 0.17 0.17莫氏强度7.0 7.0 显微强度(帕)8620~9810×106---- 内阻尼 1.10×10-5---- 抗压强度(帕)20 785~1150×106392~491×10620 48.1×10634.4×106500 114.0×106184×106抗压强度(帕)900 156×106158×1061100 128×106113×106抗张强度(帕)20 36.5~59.2×10622.5~32.3×106抗冲击强度X981(焦/米20 1060 8342)扭转刚度(帕)20 46.5×10615.4×106声波速度(纵向波) 5.72×103(米/秒)纵向波 5.95×103超声波速度(米/秒)横向波 3.76×103石英玻璃管的破坏压力透明石英玻璃管不透明石英玻璃管管内径(mm)壁厚(mm)破坏压力(千克/cm2)管内径(mm)壁厚(mm)破坏压力(千克/cm2)4 0.5 83 15 2.5 155 1.0 150 57 9.0 107 2.0 220 80 11.0 138 1.0 100 200 13.0 79 2.0 190 370 14.0 310 1.0 70石英玻璃强度开始随温度而增加,到一定温度后,反而随温度升高而降低,透明石英玻璃由室温升高到90 0o C ,抗张强度约增加一倍,抗冲击强度显示出最大值。
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,22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. SiCI4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-0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。
石英砂密度如何计算公式石英砂是一种常见的矿石,广泛应用于建筑材料、玻璃制造、化工等领域。
石英砂密度的计算是研究和生产过程中的重要参数,它可以帮助我们了解石英砂的物理特性和用途。
本文将介绍石英砂密度的计算公式及相关知识。
石英砂密度的计算公式如下:密度 = 质量 / 体积。
其中,质量是指石英砂的质量,通常以克或者千克为单位;体积是指石英砂的体积,通常以立方厘米或者立方米为单位。
通过测量石英砂的质量和体积,我们就可以计算出石英砂的密度。
在实际应用中,我们可以通过不同的方法来测量石英砂的质量和体积。
例如,可以使用天平来测量石英砂的质量,然后使用容器来测量石英砂的体积。
在测量体积时,需要注意石英砂的颗粒结构和密实程度,以确保测量结果的准确性。
除了通过直接测量质量和体积来计算密度,我们还可以通过其他方法来估算石英砂的密度。
例如,可以利用石英砂的成分和结构来推算其密度。
石英砂主要由二氧化硅组成,其晶体结构为六方晶系,因此可以通过化学分析和晶体学知识来估算其密度。
石英砂密度的计算对于研究和生产都具有重要意义。
首先,密度是石英砂的重要物理特性之一,它可以影响石英砂在加工和应用过程中的性能。
通过了解石英砂的密度,我们可以选择合适的加工工艺和材料配比,以提高产品的质量和性能。
其次,密度还可以帮助我们了解石英砂的用途和市场需求。
不同密度的石英砂在建筑材料、玻璃制造、化工等领域有不同的应用,通过研究和掌握石英砂的密度,我们可以更好地满足市场需求,提高产品的竞争力。
除了密度,石英砂还有许多其他重要的物理特性,如颗粒度、硬度、熔点等。
这些物理特性之间相互关联,通过综合分析可以更全面地了解石英砂的性能和用途。
因此,石英砂的研究和生产是一个综合性的过程,需要多方面的知识和技术支持。
在石英砂的生产和应用过程中,还需要注意环保和安全等方面的问题。
石英砂的开采和加工会产生大量的粉尘和废水,对环境造成污染。
此外,石英砂的粉尘对人体健康也有一定的危害。