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第一章石英玻璃.

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石英玻璃熔点

石英玻璃熔点

石英玻璃熔点石英玻璃是一种无机非金属材料，具有优良的光学、电学和热学性能，广泛应用于光学仪器、电子器件、化学仪器等领域。

石英玻璃的熔点是指其从固态转变为液态的温度，熔点的高低直接影响着石英玻璃的制备工艺和应用范围。

石英玻璃是由二氧化硅（SiO2）主要组成的，其熔点较高，一般在1650℃左右。

具体来说，石英玻璃的熔点与其成分、结构以及制备工艺密切相关。

石英玻璃的成分对熔点有很大的影响。

石英玻璃的主要成分是二氧化硅，少量的杂质元素对熔点的影响较小。

二氧化硅的晶体结构稳定，需要较高的能量才能破坏结构，使其转变为液态。

因此，石英玻璃的熔点相对较高。

石英玻璃的结构也会影响其熔点。

石英玻璃的结构是由硅氧四面体构成的，硅原子通过氧原子形成网状结构。

这种结构稳定，需要较高的温度才能破坏结构，使其转变为液态。

因此，石英玻璃的熔点相对较高。

石英玻璃的制备工艺也会对熔点产生影响。

一般情况下，石英玻璃的制备需要高温熔融，然后迅速冷却形成玻璃。

制备工艺中的熔融温度、保温时间等参数会直接影响石英玻璃的熔点。

熔点较高的石英玻璃往往需要更高的熔融温度和更长的保温时间来制备。

石英玻璃熔点的高低决定了其在不同领域的应用范围。

熔点较高的石英玻璃可以耐受较高的温度，广泛应用于高温工艺和高温设备中。

例如，石英玻璃可以用于制作高温炉的窗口、炉管等部件。

此外，石英玻璃还可以用于制作光学仪器，如光纤、光学棱镜等，其高熔点保证了光学仪器的稳定性和耐用性。

石英玻璃的熔点是其固态转液态的温度，熔点的高低与其成分、结构以及制备工艺密切相关。

石英玻璃作为一种重要的无机非金属材料，具有广泛的应用前景。

研究和掌握石英玻璃的熔点规律，对于优化石英玻璃的制备工艺和拓展其应用范围具有重要意义。

玻璃工艺01

玻璃工艺01

（五）玻璃态物质的特性 (property) 1.各向同性(isotropy)
质点无序排列而呈统计均匀结构的外在表现 2.亚稳性(metastability)
所有玻璃都有析晶倾向 3.无固定熔点(unfixed melting point) 4.可逆性(reversibility)
温变过程中性质产生逐渐连续的变化且可逆 5.可变性(changebility)
·膨胀系数小 ·机械强度高
·化稳性好
·透紫外、红外线好
（二）玻璃发展简史 (brief history) 泥罐熔融 铁管吹制 威尼斯 煤代木 搅拌法 蓄热室
（三）玻璃的分类 (classification) 日用玻璃（器皿、平板、瓶罐等） 特种玻璃（光纤、生物玻璃等）
（四）玻璃化方法 (glassification method) 1.固体（晶体）直接玻璃化——无定形固体 2.经液相玻璃化——玻璃 3.由气相制玻璃——无定形薄膜
* 玻璃态物质结构特点： 短程有序（微观） 长程无序（宏观）
二、玻璃结构新学说 体系模型（保加利亚 I•B Goguv） 理论要点：五种有序区域，不同系统中，各种有序区 不同比例。
电子有序（化学键是结构单元） 短程有序（多面体是结构单元） 分子有序（有一定化学组成，可用分子式表示） 簇有序 （多氧四面体聚合体是结构单元） 相有序 （多相存在）
陕西科技大学材料学院
第一章 玻璃结构(structure of glass)
（一）玻璃及玻璃态 (glass & glass state)
1.狭义的玻璃 由熔融物冷却而不析晶得到的无机物 三条件： 非晶体 熔融物冷却 无机物
2.广义的玻璃（玻璃态） 表现出玻璃转变现象的非晶态物质 转变现象：Tg=1/2~2/3Tm性质突变（比热、等）

第一章 玻璃的结构与组成

第一章 玻璃的结构与组成

第一章玻璃的结构与组成1-1\名词解释1、硼-氧反常：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中的作为非桥氧出现于结构中，二十是硼氧三角体【BO3】转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体【BO4】,导致B2O3玻璃从原来两维空间的层状结构部分转变为三维空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应的向着相反的方向变化。

这就是所谓的“硼氧性反常”。

2、硼反常：硼酸盐玻璃与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反，这种现象称硼反常现象。

“硼反常现象”是由于玻璃中硼氧三角体【BO3】与硼氧四面体【BO4】之间的量变而引起性质突变的结果。

3、硼-铝反常：“硼-铝反常”体现在一系列性质变化中，如折射率、密度、硬度、弹性模量。

在介质常数与膨胀系数变化曲线中显得很模糊。

色散、电导与介质损耗等则不出现“硼-铝反常”。

4、积聚作用：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。

5、解聚作用：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。

若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。

6、混合碱效应：在二元碱硅玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。

这一效应称为混合碱效应，过去称为“中和效应”。

7、压制效应：在含碱硅酸盐中随RO增加，是R+在扩散中系数下降。

8、逆性玻璃：如果玻璃中同时存在两种以上金属离子，而且它们的大小和所带的电荷也不相同时，情况就大为不同。

即使Y<2也能制成玻璃，而且某些性能随金属离子数的增大而变好。

关于编制石英玻璃项目可行性研究报告编制说明

关于编制石英玻璃项目可行性研究报告编制说明

石英玻璃项目可行性研究报告编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：高级工程师：高建关于编制石英玻璃项目可行性研究报告编制说明（模版型）【立项 批地 融资 招商】核心提示：1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。

2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整）编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司专业撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书商业计划书可行性研究报告目录第一章总论 (1)1.1项目概要 (1)1.1.1项目名称 (1)1.1.2项目建设单位 (1)1.1.3项目建设性质 (1)1.1.4项目建设地点 (1)1.1.5项目主管部门 (1)1.1.6项目投资规模 (2)1.1.7项目建设规模 (2)1.1.8项目资金来源 (3)1.1.9项目建设期限 (3)1.2项目建设单位介绍 (3)1.3编制依据 (3)1.4编制原则 (4)1.5研究范围 (5)1.6主要经济技术指标 (5)1.7综合评价 (6)第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)2.1项目提出背景 (7)2.2本次建设项目发起缘由 (7)2.3项目建设必要性分析 (7)2.3.1促进我国石英玻璃产业快速发展的需要 (8)2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9)2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9)2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10)2.4项目可行性分析 (10)2.4.1政策可行性 (10)2.4.2市场可行性 (10)2.4.3技术可行性 (11)2.4.4管理可行性 (11)2.4.5财务可行性 (11)2.5石英玻璃项目发展概况 (12)2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (12)2.5.2试验试制工作情况 (12)2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (13)2.5.4石英玻璃项目建议书的编制、提出及审批过程 (13)2.6分析结论 (13)第三章行业市场分析 (15)3.1市场调查 (15)3.1.1拟建项目产出物用途调查 (15)3.1.2产品现有生产能力调查 (15)3.1.3产品产量及销售量调查 (16)3.1.4替代产品调查 (16)3.1.5产品价格调查 (16)3.1.6国外市场调查 (17)3.2市场预测 (17)3.2.1国内市场需求预测 (17)3.2.2产品出口或进口替代分析 (18)3.2.3价格预测 (18)3.3市场推销战略 (18)3.3.1推销方式 (19)3.3.2推销措施 (19)3.3.3促销价格制度 (19)3.3.4产品销售费用预测 (20)3.4产品方案和建设规模 (20)3.4.1产品方案 (20)3.4.2建设规模 (20)3.5产品销售收入预测 (21)3.6市场分析结论 (21)第四章项目建设条件 (22)4.1地理位置选择 (22)4.2区域投资环境 (23)4.2.1区域地理位置 (23)4.2.2区域概况 (23)4.2.3区域地理气候条件 (24)4.2.4区域交通运输条件 (24)4.2.5区域资源概况 (24)4.2.6区域经济建设 (25)4.3项目所在工业园区概况 (25)4.3.1基础设施建设 (25)4.3.2产业发展概况 (26)4.3.3园区发展方向 (27)4.4区域投资环境小结 (28)第五章总体建设方案 (29)5.1总图布置原则 (29)5.2土建方案 (29)5.2.1总体规划方案 (29)5.2.2土建工程方案 (30)5.3主要建设内容 (31)5.4工程管线布置方案 (32)5.4.1给排水 (32)5.4.2供电 (33)5.5道路设计 (35)5.6总图运输方案 (36)5.7土地利用情况 (36)5.7.1项目用地规划选址 (36)5.7.2用地规模及用地类型 (36)第六章产品方案 (38)6.1产品方案 (38)6.2产品性能优势 (38)6.3产品执行标准 (38)6.4产品生产规模确定 (38)6.5产品工艺流程 (39)6.5.1产品工艺方案选择 (39)6.5.2产品工艺流程 (39)6.6主要生产车间布置方案 (39)6.7总平面布置和运输 (40)6.7.1总平面布置原则 (40)6.7.2厂内外运输方案 (40)6.8仓储方案 (40)第七章原料供应及设备选型 (41)7.1主要原材料供应 (41)7.2主要设备选型 (41)7.2.1设备选型原则 (42)7.2.2主要设备明细 (43)第八章节约能源方案 (44)8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (44)8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (44)8.2.1能源消耗种类 (44)8.2.2能源消耗数量分析 (44)8.3项目所在地能源供应状况分析 (45)8.4主要能耗指标及分析 (45)8.4.1项目能耗分析 (45)8.4.2国家能耗指标 (46)8.5节能措施和节能效果分析 (46)8.5.1工业节能 (46)8.5.2电能计量及节能措施 (47)8.5.3节水措施 (47)8.5.4建筑节能 (48)8.5.5企业节能管理 (49)8.6结论 (49)第九章环境保护与消防措施 (50)9.1设计依据及原则 (50)9.1.1环境保护设计依据 (50)9.1.2设计原则 (50)9.2建设地环境条件 (51)9.3 项目建设和生产对环境的影响 (51)9.3.1 项目建设对环境的影响 (51)9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (52)9.4 环境保护措施方案 (53)9.4.1 项目建设期环保措施 (53)9.4.2 项目运营期环保措施 (54)9.4.3环境管理与监测机构 (56)9.5绿化方案 (56)9.6消防措施 (56)9.6.1设计依据 (56)9.6.2防范措施 (57)9.6.3消防管理 (58)9.6.4消防设施及措施 (59)9.6.5消防措施的预期效果 (59)第十章劳动安全卫生 (60)10.1 编制依据 (60)10.2概况 (60)10.3 劳动安全 (60)10.3.1工程消防 (60)10.3.2防火防爆设计 (61)10.3.3电气安全与接地 (61)10.3.4设备防雷及接零保护 (61)10.3.5抗震设防措施 (62)10.4劳动卫生 (62)10.4.1工业卫生设施 (62)10.4.2防暑降温及冬季采暖 (63)10.4.3个人卫生 (63)10.4.4照明 (63)10.4.5噪声 (63)10.4.6防烫伤 (63)10.4.7个人防护 (64)10.4.8安全教育 (64)第十一章企业组织机构与劳动定员 (65)11.1组织机构 (65)11.2激励和约束机制 (65)11.3人力资源管理 (66)11.4劳动定员 (66)11.5福利待遇 (67)第十二章项目实施规划 (68)12.1建设工期的规划 (68)12.2 建设工期 (68)12.3实施进度安排 (68)第十三章投资估算与资金筹措 (69)13.1投资估算依据 (69)13.2建设投资估算 (69)13.3流动资金估算 (70)13.4资金筹措 (70)13.5项目投资总额 (70)13.6资金使用和管理 (73)第十四章财务及经济评价 (74)14.1总成本费用估算 (74)14.1.1基本数据的确立 (74)14.1.2产品成本 (75)14.1.3平均产品利润与销售税金 (76)14.2财务评价 (76)14.2.1项目投资回收期 (76)14.2.2项目投资利润率 (77)14.2.3不确定性分析 (77)14.3综合效益评价结论 (80)第十五章风险分析及规避 (82)15.1项目风险因素 (82)15.1.1不可抗力因素风险 (82)15.1.2技术风险 (82)15.1.3市场风险 (82)15.1.4资金管理风险 (83)15.2风险规避对策 (83)15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (83)15.2.2技术风险规避对策 (83)15.2.3市场风险规避对策 (83)15.2.4资金管理风险规避对策 (84)第十六章招标方案 (85)16.1招标管理 (85)16.2招标依据 (85)16.3招标范围 (85)16.4招标方式 (86)16.5招标程序 (86)16.6评标程序 (87)16.7发放中标通知书 (87)16.8招投标书面情况报告备案 (87)16.9合同备案 (87)第十七章结论与建议 (89)17.1结论 (89)17.2建议 (89)附表 (90)附表1 销售收入预测表 (90)附表2 总成本表 (91)附表3 外购原材料表 (92)附表4 外购燃料及动力费表 (93)附表5 工资及福利表 (95)附表6 利润与利润分配表 (96)附表7 固定资产折旧费用表 (97)附表8 无形资产及递延资产摊销表 (98)附表9 流动资金估算表 (99)附表10 资产负债表 (101)附表11 资本金现金流量表 (102)附表12 财务计划现金流量表 (104)附表13 项目投资现金量表 (106)附表14 借款偿还计划表 (108) (112)第一章总论总论作为可行性研究报告的首章，要综合叙述研究报告中各章节的主要问题和研究结论，并对项目的可行与否提出最终建议，为可行性研究的审批提供方便。

化验员读本第一章、第二章重点1

化验员读本第一章、第二章重点1

第一章一般仪器第一节玻璃仪器一、玻璃仪器的洗涤方法（一）洗涤仪器的步骤（1）水刷洗准备一些用于洗涤各种形状仪器的毛刷，如试管刷、烧杯刷、瓶刷等。

首先用毛刷蘸水刷洗仪器，用水冲去可溶性物质及刷去表面粘附的灰尘。

（2）用低泡沫洗涤液刷洗用低泡沫洗涤液和水摇动、必要时可加入滤纸碎块，或用毛刷刷洗，温热的洗涤液去油能力更强，必要时可短时间浸泡。

去污粉因含有细砂等固体摩擦物，有损玻璃，一般不要使用。

冲净洗涤剂，再用自来水洗三遍。

将滴管，吸量管、小试管等仪器浸于热水的洗涤剂水溶液中，在超声波清洗机液槽中超洗数分钟，洗涤效果极佳。

洗净的仪器倒置时。

水流出后器壁应不挂水珠。

至此再用少量纯水涮洗仪器三次，洗去自来水带来的杂质，即可使用。

（二）各种洗涤液的使用针对仪器沾污物的性质，采用不同洗涤液通过化学或物理作用能有效地洗净仪器。

（三）砂芯玻璃容器的洗涤（1）新的滤器使用前应以热的盐酸或铬酸洗液边抽滤边清洗，再用蒸馏水洗净。

可正置或倒置用水反复抽洗。

（2）针对不同的沉淀物采用适当的洗涤剂先溶解沉淀，或反置用水抽沉淀物，再用蒸馏水冲洗干净，在110℃烘干，升温和冷却过程要缓慢进行，以防裂损。

然后保存在无尘的柜或有盖容器中。

（四）吸收池（比色皿）的洗涤吸收池（比色皿）是光度分析最常用的器件，要注意保护好透光面，拿取时手指应捏住毛玻璃面，不要接触透光面。

玻璃或石英吸收池在使用前要充分洗净，根据污染情况，可以用冷的或温热的（40～50℃）阴离子表面活性剂的碳酸钠溶液（2%）浸泡，可加热10min左右。

也可用硝酸、重铬酸钾洗液（测Cr和紫外光区测定时不用）、磷酸三钠、有机溶剂等洗涤。

对于有色物质的污染可用HCl（3mol/L）-乙醇（1+1）溶液洗涤。

用自来水、实验室用纯水充分洗净后倒立在纱布或滤纸上控去水，如急用，可用乙醇、乙醚润洗后用吹风机吹干。

光度测定前可用柔软的棉织物或纸吸去光学窗面的液珠，将擦镜纸折叠为四层轻轻擦拭至透明。

第一章玻璃结构

第一章玻璃结构

2.钠硼硅酸盐玻璃
以Na2O、B2O3、SiO2为基本成分的 玻璃称为钠硼硅酸盐玻璃。 (1)硼硅酸盐玻璃的分相 B2O3玻璃是层状结构，而SiO2玻璃是架 状结构，因此它们在一起很难形成均匀一 致的熔体，是不可混熔的（分相）。 B2O3含量越高，分相倾向越大。一般分 成互不相溶的富硅氧相和富碱硼酸盐相。 Na2O－B2O3－SiO2玻璃系统的分相区 见下图
O
Si

（2）石英玻璃的结构模型 [SiO4]是基本结构单元 结构连续、无序而均匀 （3）石英玻璃特性 • 高软化点 • 高粘度 架状结构
• 膨胀系数小
• 化稳性好
• 机械强度高
• 透紫外、红外线好
• 结构开放 高压透气•密度 d=2.1~2.2 g/cm3
2. B2O3玻璃 (1)B-O键与[BO3] 硼原子基态 2S22P1 B-O键 •SP2杂化轨道呈平面正三角指向 •B与O形成 P-P键 [BO3]特性 •B-O-B键角可变 •键强119千卡/摩尔 •[BO3]可连成三元环
•两者的结构主要取决于(R2O-Al2O3)／B2O3＝ψ 的比值。 ψ ψ>1 Al2O3 [AlO4] B2O3的结构状态 [BO4]
1>ψ>0
ψ<0
[AlO4]
[AlO4] [AlO6]
[BO4] [BO3]
[BO3]
其他某些氧化物也有形成四配位进入 玻璃网络的可能 形成四面体进入网络的能力： [BeO4]>[AlO4]>[GaO4]>[BO4]>[TiO4] Mg的配位数也会改变，在大多数情况 下，以[MgO6]形式存在，但当①玻璃 中有足够的氧②没有铝、硼、铍时，则 形成[MgO4]进入网络。

第一章1.6 物相分析

第一章1.6 物相分析

x射线物相分析
三石：化学组成Al2O3· 2，其密度、莫来石 SiO 转化温度各不相同。 红柱石D = 3.1-3.3 g/cm3 T = 1350-1400℃ 蓝晶石D = 3.5-3.7 g/cm3 T = 1300-1350℃ 硅线石D = 3.1-3.2 g/cm3 T = 1500-1550℃ 两种方法不能互相代替，但可互补，已知化学 成分可大大减轻物相分析的难度。 物相分析包括定性分析与定量分析两部分。
⑤ 做定性分析中，了解试样来源、化学成分、 物理性质
在多相混合物的衍射图谱中，属于不同相的某些衍射线 条，可能因面间距相近而相互重叠，所以，衍射图谱中的最 强线实际上可能并非某一相的最强线，而是由两个或两个以 上物相的某些次强或三强线条叠加的结果。在这种情况下， 若以该线条作为某相的最强线条，可能与该相粉末衍射标准 图谱中的强度分布不符，或者说，找不到与此强度分布对应 的卡片。此时，必须仔细分析，重新假设和检索。有些物质 的晶体结构相同，点阵参数相近，其衍射图谱在允许的误差 范围内可能与几张卡片相近，这就需要结合化学分析结果、 试样来源、热处理条件，根据物质相组成关系方面的知识， 在满足结果的合理性和可能性的条件下，得到可靠的结论。 比较复杂的相分析工作，往往要与其他方法（如化学分析、 电子探针、能量色散谱EDS）配合才能得出正确的结论。
粉末衍射卡也简称JCPDS 国际粉未衍 射标准联合会（the Joint committee on Powder Diffraction Standards）卡，该联 合会每年出版一组有机物质和一组无机物质 的粉未射卡片，第张卡片上记录了一种物质 的衍射数据和结晶学据。到2003年初，已 出版了65 组，包括有机和无机物质。现在 已可以通过光盘进行检索。

玻璃工艺学第1章

玻璃工艺学第1章

三、P2O5玻璃 1.结构特征 （1）结构单元 [PO4] P-O-P键角140° （2） [PO4] 中有一个带双键的氧，是结构的不对称 中心 （3）层状结构，层间为范德华力 2. P2O5玻璃性质 粘度小、吸湿性强、化稳性差 无实用价值 P
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Si原子SP3杂化后与 O原子SP杂化后键合 Si-O-Si键含
（2）硅氧四面体特性 Si原子四个杂化轨道与四面体构型一致 • 四个Si-O键中键成分相同 • Si-O键是极性共价键 （52%） • Si-O-Si键角120°~ 180° Si-Si距离可变（结构无序原因） • 无极性 • 键强较大 (106千卡/摩尔) • 四面体间以顶角相连
（六）硅酸盐玻璃结构 一、碱硅酸盐系统 1.结构 （1）多种阴离子团共存 （2）R+处于网络空隙，平衡电荷
2.性质 较石英玻璃变差（结构完整性、对称性被破坏） 无实用价值 二、钠钙硅系统 性质比碱硅系统明显变好。
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Ca2+的积聚作用使网络加强
第一章
玻璃结构与组成
（一）玻璃态物质的特性 (property) 1.各向同性(isotropy)
质点无序排列而呈统计均匀结构的外在表现
2.亚稳性(metastability)
所有玻璃都有析晶倾向
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3.无固定熔点(unfixed melting point) 4.可逆性(reversibility)
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1. 高纯石英玻璃：SiO2六个九～七个九，光谱仪、分光光度计、 荧光计零件； 2. 石英纤维和石英棉：（Φ ∝3～25 μ m）宇宙飞船防热罩、太 阳能电池遮盖材料、 光通讯用光导纤维； 3. 低膨胀石英玻璃：（加入钛等，可使α ∝0）原子钟腔体，宇宙 飞行器窥窗； 4. 吸收紫外线石英玻璃：（加入Cr、V、Ni、Co、Mn、Cu） 杀菌（医、食）石英玻璃、日光（坑道采光）石英玻璃； 5. 荧光石英玻璃：分析蛋白质的化学组成，食品、药物、塑料等 的检测； 6. 石英陶瓷：石英玻璃废料经粉碎、成型、烧结而成； 7. 乳白石英玻璃：（4～8 μ m、11 μ m后有较强的选择反射光 谱带）远红外辐射电加热器材料。
b. 石英玻璃受到Χ射线和γ射线时，产生如下吸收峰： 2150 Å 吸收峰：由石英玻璃本质造成的； 2950 Å 吸收峰：由金属杂质铝（Al）、锗（Ge）引起的； 5500 Å 吸收峰：由缺氧造成的； 电熔透明石英玻璃用Co60照射易变黑。
石英玻璃的GE光谱曲线
石英玻璃的折射率曲线
石英玻璃的内部衰减曲线
三、制备方法：
1. 电熔法：石英原料在真空（5×10－2mmHg）或低压惰性（N2） 介质中电熔。 2. 气炼法：采用氢氧焰或其它碳氢化物（乙炔）可燃气体产生高热 来熔化物料。 3. SiCl4蒸汽水解法：将四氯化硅蒸汽由氢气携带通入氢氧喷灯火焰 中，生成二氧化硅及氯化氢，氯化氢气体随烟气逸出， 而二氧化硅则沉积。 4. 高频感应等离子炬熔融法：由高频电磁场的感应耦合作用而产生 等离子体灯炬，内核温度高达15000K，熔化物料。 5. 凝胶法：将多孔（50～80 Å ）凝胶成形后在250℃下真空处 理，排出H2O，通过热处理排除有机物，1000℃下加热 消除气孔，形成石英玻璃。
d. 粘度：
石英玻璃的粘度随羟基（OH－）和杂质含量的增加而降低， 粘度大，温度范围窄。 四氯化硅（SiCl4）合成用氢氧焰熔融比电炉真空熔融的石英 玻璃软化点低近100℃； 水晶原料用氢氧焰熔融法比电炉真空熔融法的石英玻璃软化点 低20～50℃。 石英玻璃在不同温度下的粘度 温度（℃） 1200 1400 1600 1800 2000 2100 lgη（泊） 12.4 10.0 7.61. 半导体材料及器件的坩埚； 2. 新型光源：激光脉冲氙灯、紫外杀菌灯、碘钨灯、 聚光灯等的灯管； 3. 光学精密仪器用的棱镜、透镜、比色皿、天文反射 镜、红外观察窗、超声延迟线玻璃； 4. 在化学工业中，制备铂、铑等稀有金属的容器和生 产SiCl4的蒸发皿。
五、石英玻璃新品种：
石英玻璃
方石英
二、性能：
1. 纯度：
a. 透明石英玻璃： 气炼石英玻璃：SiO2 99.97％以上； SiCl4直接气炼石英玻璃：SiO2 99.9999％以上； 高纯石英玻璃：SiO2 99.999％以上。 b. 不透明石英玻璃：SiO2 99.5％以上。
2. 电学性质：
石英玻璃是一种优良的绝缘材料，在高温下仍能保持很高的介 电强度和电阻，而且几乎没有损耗，（OH）－和杂质将使介电强度 降低， tanδ 增加。 石英玻璃的介电强度和介电损耗(50Hz ) 电性能 温度（℃） 透明石英玻璃 不透明石英玻璃 介电损耗tanδ 20 0.0003 0.001 介电强度 200 32 25
石英玻璃的介电常数曲线
石英玻璃的电导率曲线
石英玻璃的电阻率曲线
3. 热学性质：
a. 耐温性：
石英玻璃的耐高温性能，远远超过任何一种玻璃。 T熔＝1713℃，T软＝1580℃±10℃，T退火＝1140 ℃±10℃。 短时间可在1450℃高温下使用，常可在1000℃以上、不透明则在 900℃使用。
b. 热膨胀系数：
石英玻璃的膨胀系数极小，α ～5×10－7℃－1，为平板玻璃的 1/14，其原因是石英玻璃的结构类似于方石英相（立方），没有低温 变体的锯齿形特征，同时Si－O键较强。 石英玻璃的膨胀系数 温度（℃）100 200 300 400 500 600 700 800 1000 1200 α ×10－7 5.10 5.58 6.27 6.35 6.12 6.00 5.71 5.62 5.56 5.42
2. 晶态与非晶态SiO2的异同：
a. 同：石英、方石英、鳞石英和石英玻璃中[SiO4]4-四面 体几乎总是以顶角相连。 异：在纤维状的晶态SiO2变体中[SiO4]4-以共棱相连； 在高压晶相石英中[SiO4]4-以八面体[SiO6]8-出现。 b. 同：石英玻璃与方石英最为相似，SiO2方石英 SiO2玻璃， 熔融熵仅为1cal/mol。 异：晶态：排列有序；非晶态：近程有序，远程无序。 c. 紫外光电子能谱和电子能量损耗谱（ELS）表明：晶态 与非晶态SiO2光吸收和反射数据，其电子跃迁均在四面 体内部进行。
4. 机械性质：
石英玻璃由单组元硅氧四面体组成网络骨架，硅氧键键强 很大，结构紧密，机械强度很高，为普通玻璃的2～3倍；网络 中没有间隙离子填充，故密度小。 原料纯度（杂质）、种类、产品气泡、羟基（OH -）含 量、熔化不均匀等影响强度。 透明石英玻璃密度：D＝2.20～2.21g/cm3； 不透明石英玻璃密度：D′＝2.02～2.18g/cm3；
P抗张～60MPa；P抗弯～110MPa；P抗压～640MPa ；
维氏硬度：700Kp/mm2；莫氏硬度：6级；泊松比：0.17
石英玻璃的杨氏模量曲线
石英玻璃的断裂模量曲线
5. 光学性质：
a. 石英玻璃在紫外（吸收限低于160nm）到近红外区域内有较 高的透过率；Si－O振动的谐振波长为4.45μ m（4450nm）， 截止长波透射； 若有（OH－）存在，则波长在2.73 μ m （2730nm）和 1.38 μ m （1380nm）处有吸收带；（OH－）与Si－O振动相 互作用的吸收带为2.22 μ m（2220nm）。
乳白石英玻璃 石英坩埚
不透明石英玻璃 石英陶瓷
思考题：
1. 晶态SiO2与非晶态SiO2的类同和差异？
2. （OH－）和杂质对石英玻璃的粘度、机械强度、电 学性质、光学性质有何影响？
3. 石英玻璃能否钢化？为什么？
第一章 石英玻璃
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。
水晶是无色透明结晶完整的石英，是β －石英的 变体。
一、结构：
1. 非晶态SiO2呈四面体排列，其基本结构特征都为 [SiO4]4-排列。 三个基本的原子间距分别为：Si-O 1.62Å ，O-O 2.65Å ，Si-Si 3.12Å ；Si-O-Si键角分布中最大值为 1440±10％。
石英玻璃的膨胀系数曲线
c. 比热和导热系数：
石英玻璃的比热和导热系数随温度的升高而增大。 石英玻璃不同温度的比热 石英玻璃的导热系数λ 温度（℃）平均比热 温度（℃） 导热系数 100 0.185 透明石英玻璃 不透明石英玻璃 200 0.200 20 0.00331 0.00297 400 0.233 200 0.00394 0.00386 600 0.254 400 0.00447 0.00453 800 0.260 600 0.00484 0.00503 1000 0.264 800 0.00514 0.00534 1200 0.270 1000 0.00547 0.00550 1200 0.00581 0.00569