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石英玻璃片的特性(专业生产加工)

发布时间:2020/8/11

石英玻璃片的特性(专业生产加工)

石英玻璃是由单一成分的二氧化硅组成的玻璃。该玻璃具有硬度高、膨胀系数低、耐高温、化学稳定性好、电绝缘性好等特点。除氢氟酸和热磷酸盐外,对普通酸具有良好的耐酸性。透明石英玻璃具有良好的透光性和光学性能。用于制造光学仪器、电气设备、医疗设备和耐高温、耐腐蚀的化学仪器。高纯石英玻璃可制成光纤。

随着半导体技术的发展,石英玻璃片被广泛应用于半导体生产的各种工艺中。例如,提拉法将多晶转变为单晶硅;清洗槽用于清洗;扩散管、用于扩散的槽船;离子注入的钟盖等。

石英玻璃片加工

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。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,石英玻璃片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。因此它是近代尖端技术中空间技术、原子能工业、国防装备、自动化系统,以及半导体、冶金、化工、电光源、通讯、轻工、建材等工业中不可缺少的优良材料之一。

纯度是石英玻璃片的一个重要指标,它对石英玻璃片的物理,化学性质和性能有很大影响,如抗渗性,高温强度,软化点,导光性,热稳定性,化学稳定性,抗辐射性,荧光特性等。"此外,用于半导体行业的石英玻璃片对纯度的要求更为严格,微量杂质会对半导体材料的电学性能,寿命和集成度产生严重影响。 因为半导体材料的纯度要控制在ppb数量级以下,所以石英玻璃片要控制在ppm数量级,才能满足半导体工业的需要。B的偏析系数接近1,是最难去除的,它是危害最大的杂质之一。 Cu,Fe,Ti等影响半导体的少子寿命。 K,Na和Li是在单晶材料中产生微缺陷的有害杂质。

1.耐高温,石英玻璃片软化点温度约为1730℃,可在1180℃处长期使用,最高工作温度可在短时间内达到1450℃。

2.功能:石英玻璃片的力学性能优于玻璃和陶瓷,几个主要指标的密度为2.2g/cm3,弹性模量700/103 kg/cm3,拉伸强度-500,溶解硬度5.5~6.5,最大强度在1180℃退火温度下,这是石英玻璃片的主要特征之一。

3.热学机能:5.4*10-7,因为石英玻璃片的热膨胀系数极小,相称于普通玻璃的1/12-1/20,在0-1000℃的均匀膨胀数为的热膨胀系数极小,所以它承受冷热急变的耐受温差的能力相称强,一般可承受1200-15℃的急冷急热试验。

4.石英玻璃片是一种优良的耐酸材料,除氢氟酸和300度以上的热磷酸盐外,它能在高温下抵抗硫酸、硝酸、盐酸、王水、中性盐、碳和硫的腐蚀,其化学无序性是耐酸陶瓷和镍铬合金及陶瓷的30倍。白钢的抗高温、热震、热膨胀系数特别小。

5.光学机能:石英玻璃片在紫外线到红外线的整个光谱波段都有交好的透光机能,可见光透过率达95%以上,特别是透紫外线光谱区,最大透过率可达.85% 以上.

6.石英玻璃片的电绝缘机性能很好,室温下电阻是普通玻璃的100倍,对所有频率的介电损耗都很小,绝缘电压电阻很大,石英玻璃片是一种优良的绝缘材料。

渗透性损失

石英玻璃片

抗渗性(亦称晶化)是石英玻璃片的固有缺陷。从热力学角度看,石英玻璃片的内能高于方石英的内能,属于热力学不稳定性。当温度高于1000℃时,经过长时间的重排和取向,SiO 2分子的振动加速并形成结晶。透明石英玻璃片和透明石英玻璃片的结晶速率分别在15 2 0℃和16 2 0℃达到最大值。结晶主要发生在表面,其次是内部缺陷,因为这些地方容易染色,导致杂质离子的局部团聚,特别是碱性离子的粘度(如K、Na、Li、Ca、Mg等)。进入网络后下降,加速渗透损失。

离子扩散与渗透

石英玻璃片的结构非常宽松,即使在高温下,也允许一些气体离子通过网络扩散,其中钠离子扩散最快。石英玻璃片的这一性能对用户尤为重要。例如,当石英玻璃片由于半导体材料被用作半导体工业中的高温容器或扩散管时,

石英玻璃片

这种材料要求纯度很高,因此与石英玻璃片接触的耐火材料必须事先经过高温和清洁处理,除去钾和钠等碱性杂质,然后放入石英玻璃片中供使用。各种离子在石英玻璃片中的扩散系数。

电学特性

石英玻璃片具有较高的介电强度和极低的导电性,即在高温、高压、高频下仍能保持较高的介电强度和电阻,在应用频带内几乎没有介电损耗,因此石英玻璃片是一种优良的高温绝缘材料,在室温下,其电阻是普通玻璃的10倍,对所有频率的介电损耗都很小,绝缘抗压强度很大。

机械性能

石英玻璃片的力学性能优于硬质玻璃和陶瓷,但石英玻璃片的脆性较差,石英玻璃片的理论强度很高,约为24×103 MPa,但测试强度比此值低几十倍,石英玻璃片的强度随温度的升高而增加,接近退火温度时达到最大值,石英玻璃片的剪切模量、杨氏模量、阻尼、泊松比和破坏模量随温度的升高而增加,而硬度随温度的升高而降低。

热学性能

石英玻璃片的热膨胀系数较小,为5.5×10~(-7)/℃,仅为普通玻璃的1:12≤1:20,该标准规定样品烧至1200℃后迅速倒入冷水中,三次以上不允许开裂,加入适量钛后,石英玻璃片也可制成零膨胀系数材料,已应用于激光技术、天文学和切削技术。

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