高纯石英砂是高新技术产业buketidai的矿物原料,通过加工成石英玻璃等相关制品广泛应用于新一代信息产业、节能环保产业、高端装备产业、生物产业以及新材料产业等。而纯度、不同杂质含量是决定高纯石英砂应用的核心指标。
目前制约高纯石英砂应用的杂质元素主要有13种:铝(Al)、钙(Ca)、铁(Fe)、钠(Na)、钾(K)、锂(Li)、镁(Mg)、铬(Cr)、镍(Ni)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、钛(Ti)。
碱金属元素的影响
碱金属K、Na、Li离子和碱土金属Ca、Mg离子等对石英玻璃的析晶起催化作用,影响石英玻璃的热稳定性和热学、光学特性同时,降低了石英玻璃的使用温度和机械强度,増大石英玻璃的介电系数和介电损失;高温下碱金属的存在起到了助溶作用,导致石英玻璃常出现失透、高温变形等现象。
过渡金属元素的影响
过渡金属Cr、Cu、Fe、Ni、Mn、Ti能使石英玻璃产生色斑或引起石英玻璃的高温变色,影响光透过率。
铝和硼元素的影响
石英中的铝和硼元素进入石英骨架中,会产生较强的化学键,影响石英制品的导电性,同时,增强了石英玻璃的析晶作用,降低了使用寿命。硼元素的存在严重影响了单晶硅的拉制。
此外,石英砂中存在的水或者羟基可减低石英玻璃的高温粘度,从而降低耐温性;同时,羟基会改变石英玻璃的析晶性、透过率,热膨胀系数等一系列物理参数。