石英玻璃片,通常由石英玻璃切割磨制而成,其二氧化硅含量可達99.99%以上。硬度為莫式七級,具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)低、耐熱震性和電絕緣性能良好等特點。通常為無色透明類,可見光透過率85%以上。
石英玻璃從大的制作范圍上可以分為熔融石英玻璃和合成石英玻璃兩大類。耐熱性、透光性、電氣絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性都非常地優(yōu)良。
石英玻璃是二氧化硅單一成分的非晶態(tài)材料,其微觀結(jié)構(gòu)是一種由二氧化硅四面結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)單元組成的單純網(wǎng)絡(luò),由于Si-O化學(xué)鍵能很大,結(jié)構(gòu)很緊密,所以石英玻璃具有獨特的性能,尤其透明石英玻璃的光學(xué)性能非常優(yōu)異,在紫外到紅外輻射的連續(xù)波長范圍都有優(yōu)良的透射比。
光學(xué)石英玻璃是指二氧化硅含量在99.99%以上的高純石英玻璃。光學(xué)石英玻璃在紫外波段有很好的透過性能,加之它的軟化點高(約1500攝氏度),允許最高工作溫度達1100攝氏度,所以是目前制作高功率紫外高壓汞燈及金屬鹵化物紫外燈唯一可用的管壁材料。
石英玻璃采用高純度的硅砂作為原料,制作的傳統(tǒng)方法是熔融-淬滅方法(加熱材料到熔化溫度,然后快速冷卻到玻璃的固態(tài)相);制作超高純度和紫外透射比的透明玻璃需硅的汽化、氧化成二氧化硅并加熱溶解等過程。
石英玻璃的物理和光學(xué)特性如下:
1.物理特性
極低的熱膨脹系數(shù),大約0.00000055/攝氏度(20~320攝氏度),可承受大的、快的熱沖擊。
紫外石英玻璃的金屬雜質(zhì)很少,因此透過波長下限可延伸較遠。厚度1cm的基片在波長170nm時的透射比為50%,在波長為160nm時透射比僅有少許降低。而紅外石英玻璃限制了它的紫外透射比波長只能到250nm
石英玻璃的軟化點溫度約17800C, 可在 11000C下長時間使用,短時間最高使用溫度可達14500C。
耐腐蝕
除氫氟酸外,石英玻璃幾乎不與其他酸類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其耐酸能力是陶瓷的30倍,不銹鋼的150倍,尤其是在高溫下具有良好化學(xué)穩(wěn)定性。
熱穩(wěn)定性好
石英玻璃的熱膨脹系數(shù)極小,能承受劇烈的溫度變化(可承受11000C到常溫的變化)。
透光性能好
石英玻璃在紫外到紅外的整個波段都有較好的透光性能,紫外光譜區(qū)的最大透射比可達80%以上。
電絕緣性能好
石英玻璃的電阻值相當于普通玻璃的一萬倍,是極好的點絕緣材料,即使在高溫下也具有良好的電性能。石英玻璃具有非常低的CTE(5*10-7范圍之內(nèi)),但TCN大,約為9*10-6,所以n=1.46時,TCNOPL為7*10-6。【紫外線燈管】
二氧化硅單一組分的特種工業(yè)技術(shù)玻璃。這種玻璃硬度大可達莫氏七級,具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐熱震性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能良好,并能透過紫外線和紅外線。除氫氟酸、熱磷酸外,對一般酸有較好的耐酸性。按透明度分為透明和不透明兩大類。按純度分為高純、普通和摻雜三類。用水晶,硅石,硅化物為原料,經(jīng)高溫熔化或化學(xué)氣相沉積而成。熔制方法有電熔法、氣煉法等。