石(shi)英玻璃的形(xing)成是由(you)于(yu)(yu)其熔體(ti)高溫(wen)黏度很高引起的結(jie)果(guo)。用于(yu)(yu)制作(zuo)半(ban)導(dao)體(ti)、電(dian)光(guang)(guang)源器(qi)、半(ban)導(dao)通(tong)信(xin)裝置(zhi)、激光(guang)(guang)器(qi)、光(guang)(guang)學儀器(qi)、實驗室(shi)儀器(qi)、電(dian)學設備(bei)、醫療(liao)設備(bei)和耐(nai)高溫(wen)耐(nai)腐蝕(shi)的化(hua)(hua)學儀器(qi)、化(hua)(hua)工、電(dian)子(zi)、冶(ye)金、建(jian)材(cai)以及國防等工業(ye)，應(ying)用十分廣(guang)泛。高純石(shi)英玻璃可制光(guang)(guang)導(dao)纖(xian)維。

隨著半導體技術的發展，石英玻璃被廣泛的用于半導體生產的各項工序中。比(bi)如，直拉法(fa)把(ba)多晶轉(zhuan)化成(cheng)單晶硅；清洗時(shi)用的清洗槽；擴散時(shi)用的擴散管、刻槽舟；離子注(zhu)入時(shi)用的鐘罩(zhao)等(deng)等(deng)。

石英玻璃是一(yi)種只含(han)二氧化硅單(dan)一(yi)成份的特(te)種玻璃。由(you)于種類、工(gong)藝、原料(liao) 的不同，國(guo)外常常叫(jiao)做硅酸玻(bo)(bo)璃(li)、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、熔(rong)融石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)、熔(rong)凝石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)、合成熔(rong)融石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)，以及沒有明(ming)確概(gai)念的透明(ming)、半(ban)透明(ming)、不透明(ming)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)等(deng)。我國(guo)統稱(cheng)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)，多按工(gong)藝方(fang)法、用(yong)途及外觀來分類(lei)，如電熔(rong)透明(ming)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、連熔(rong)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、氣煉透明(ming)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、合成石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、不透明(ming)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、光(guang)學石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、半(ban)導體(ti)用(yong)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)、電光(guang)源用(yong)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻(bo)(bo)璃(li)等(deng)。人們習慣于用(yong)“石英”這樣(yang)一個簡單的(de)詞匯(hui)來命名這種材料(liao)，這是絕對不妥的(de)，因(yin)為“石英”是二氧化(hua)硅(gui)結晶態(tai)(tai)的一種通稱(cheng)，它(ta)與玻璃態(tai)(tai)二氧化(hua)硅(gui)在(zai)理化(hua)性質上是有區別(bie)的。

石(shi)英玻(bo)璃具有(you)極(ji)低(di)的(de)(de)(de)熱(re)膨(peng)脹系(xi)數，高(gao)(gao)的(de)(de)(de)耐(nai)溫(wen)性(xing)，極(ji)好的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學穩(wen)定性(xing)，優良的(de)(de)(de)電(dian)絕緣性(xing)，低(di)而(er)穩(wen)定的(de)(de)(de)超聲延遲性(xing)能(neng)(neng)，最佳的(de)(de)(de)透紫(zi)外(wai)光譜性(xing)能(neng)(neng)以及透可見光及近紅外(wai)光譜性(xing)能(neng)(neng)，并(bing)有(you)著高(gao)(gao)于普通玻(bo)璃的(de)(de)(de)機械性(xing)能(neng)(neng)。因此它(ta)是近代尖端技(ji)術中空間(jian)技(ji)術、原子能(neng)(neng)工(gong)業(ye)、國防裝(zhuang)備、自(zi)動化(hua)(hua)系(xi)統(tong)，以及半導體(ti)、冶金(jin)、化(hua)(hua)工(gong)、電(dian)光源、通訊、輕工(gong)、建材等工(gong)業(ye)中不可缺少的(de)(de)(de)優良材料之一。

石英(ying)玻璃(li)(li)是用天然結晶(jing)石英(ying)（水晶(jing)或(huo)(huo)純(chun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硅石），或(huo)(huo)合成(cheng)硅烷經高(gao)溫熔制而成(cheng)。熔融后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產品具有(you)極好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)性能，在其高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粘度范圍內，可以將(jiang)管和棒進(jin)行(xing)(xing)有(you)如普通玻璃(li)(li)細(xi)工(gong)一樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱加(jia)工(gong)，還(huan)可以用金剛石或(huo)(huo)碳化硅制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磨(mo)具進(jin)行(xing)(xing)高(gao)速(su)機械加(jia)工(gong)，從(cong)而制成(cheng)各種復雜形狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)儀器(qi)和特種制品。石英(ying)玻璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能主要取決于它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)度，其次是工(gong)藝過程(cheng)或(huo)(huo)熱工(gong)制度。微量雜質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在將(jiang)給(gei)(gei)石英(ying)玻璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用性能帶來重大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響；同(tong)時由于工(gong)藝過程(cheng)或(huo)(huo)熱工(gong)制度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)稍(shao)有(you)疏(shu)忽，將(jiang)給(gei)(gei)外(wai)觀質(zhi)量帶來多(duo)種多(duo)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺陷，產生大量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廢次產品。

純度(du)是(shi)石英玻璃的(de)(de)(de)重要指標，對理(li)化性(xing)(xing)能和(he)使(shi)用性(xing)(xing)能影響(xiang)(xiang)甚大，如(ru)失透性(xing)(xing)、高(gao)溫強度(du)、軟(ruan)化點、光的(de)(de)(de)傳(chuan)導、熱穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)、化學穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)、耐(nai)輻射性(xing)(xing)、熒光特性(xing)(xing)等；此外，用于半導體工業的(de)(de)(de)石英玻璃，對純度(du)的(de)(de)(de)要求(qiu)更為苛刻，微(wei)量的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)將給半導體材(cai)料的(de)(de)(de)電性(xing)(xing)能和(he)壽命以(yi)及集(ji)成度(du)帶來嚴重的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。由于半導體材(cai)料的(de)(de)(de)純度(du)要求(qiu)控制在ppb數量(liang)級以(yi)下，因此石英(ying)玻璃則應控制在PPm數量級以適應半導體(ti)工業的需(xu)要。B的(de)分(fen)凝系數近(jin)于1,最難除掉(diao)，是最有(you)害的(de)雜質(zhi)之(zhi)一，Cu、Fe、Ti等影響半(ban)導體的少子壽(shou)命，K、Na、Li是(shi)單(dan)晶材料產(chan)生(sheng)微缺陷的有害雜質(zhi)。

失透(tou)（又(you)叫析晶性）是石(shi)英玻璃的一(yi)個固(gu)有缺陷(xian)，從熱力(li)學(xue)觀點看，石(shi)英玻璃 的內能高于(yu)結晶態方石英，屬熱力(li)學上不穩定的亞穩態，當溫(wen)度高于(yu)1000℃時，SiO2 分(fen)子振動加速，經一段較(jiao)長時間的(de)重新(xin)排(pai)列、定(ding)向便形成(cheng)結晶(jing)。失透(tou)性是以晶(jing)核成(cheng)長速度(du)來表示(shi)的(de)，不透(tou)明石(shi)英玻璃在(zai)1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分別達到最大值。 析晶(jing)主要出現在(zai)表面(mian)，其(qi)次是內部缺陷處，原(yuan)因是這些地方容(rong)易沾污(wu)，引起(qi)雜質(zhi)離(li)子的局(ju)部集(ji)聚，特別是堿離(li)子（如K、Na、Li、Ca、Mg等(deng)）進入網絡后引(yin)起粘度(du)降(jiang)低，促使失透加速(su)。 由(you)于石英(ying)玻璃的熱膨脹(zhang)系數和比重(zhong)同析晶產物β-方石英相近，所以在(zai)高溫下(xia)連續使用時，盡管析晶區不斷擴(kuo)大，但體積變化(hua)并不明顯，仍可滿意地繼續使用，此時尚(shang)可減輕玻璃(li)的塑性(xing)變形，使耐火(huo)度(du)提(ti)高。當析晶產物(wu)冷卻(que)到(dao)800℃時，則出現細小的龜(gui)裂(lie)網絡。繼(ji)續冷(leng)卻(que)到200-275℃時，則出現方石英從(cong)高溫型到低(di)溫型（即β-方石英→a-方石英）的結構變化，并伴(ban)隨(sui)著發生體積聚(ju)變，如果析晶(jing)層很(hen)深，則石英玻(bo)璃(li)亦隨(sui)之破裂。由(you)于(yu)析晶(jing)常常出現在有雜(za)質的地方，所以高溫使用前的表面狀態及周圍(wei)耐火(huo)材(cai)料、氣(qi)氛十(shi)分重要。

石英(ying)玻璃(li)(li)(li)屬酸(suan)(suan)性(xing)材料，除(chu)氫氟酸(suan)(suan)和熱磷(lin)酸(suan)(suan)外，對其它任何酸(suan)(suan)均表現(xian)為惰(duo)性(xing)，是(shi)(shi)最好的(de)(de)(de)耐酸(suan)(suan)材料。在常溫下堿和鹽對石英(ying)玻璃(li)(li)(li)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕程度(du)也是(shi)(shi)極微的(de)(de)(de)，因此不排除(chu)在這些試劑中使用石英(ying)玻璃(li)(li)(li)。透(tou)明(ming)(ming)石英(ying)玻璃(li)(li)(li)比(bi)不透(tou)明(ming)(ming)石英(ying)玻璃(li)(li)(li)具有(you)更好的(de)(de)(de)化學穩定性(xing)，這是(shi)(shi)因為后(hou)者由于氣泡(pao)的(de)(de)(de)存(cun)在暴(bao)露(lu)在腐(fu)蝕液中的(de)(de)(de)表面積增(zeng)加所致(zhi)。

石英(ying)玻璃(li)(li)(li)的(de)(de)(de)結構十分松弛，甚至(zhi)在高(gao)溫(wen)下(xia)還允許某些氣體的(de)(de)(de)離子(zi)通過網絡(luo)進行擴散(san)，其中以鈉離子(zi)的(de)(de)(de)擴散(san)為(wei)最(zui)快。石英(ying)玻璃(li)(li)(li)的(de)(de)(de)這一(yi)性(xing)能對于(yu)使用(yong)者(zhe)尤為(wei)重(zhong)要，例如，半導體工業用(yong)石英(ying)玻璃(li)(li)(li)作(zuo)(zuo)為(wei)高(gao)溫(wen)容器或擴散(san)管時，由于(yu)半導體材(cai)(cai)料要求很高(gao)的(de)(de)(de)純度，所以要求與(yu)石英(ying)玻璃(li)(li)(li)接觸的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)為(wei)爐襯的(de)(de)(de)耐火(huo)材(cai)(cai)料必須預先經(jing)過高(gao)溫(wen)和清(qing)潔處理，除掉鉀(jia)、鈉等堿性(xing)雜質，然(ran)后才能放入石英(ying)玻璃(li)(li)(li)內使用(yong)。

石英玻璃的光學性能有(you)其獨到之處，它既可以(yi)透(tou)過遠(yuan)紫外光譜(pu)，是所有(you)透(tou)紫外材料(liao)最優者(zhe)，又可透(tou)過可見光和近紅外光譜(pu)。用戶可以(yi)根據需要，從185-3500mμ波段范圍內(nei)任(ren)意選擇所(suo)需品種(zhong)。由于石(shi)英玻璃(li)耐高溫，熱膨脹系數極(ji)小(xiao)，化(hua)學(xue)熱穩定性(xing)好，氣泡(pao)、條紋、均(jun)勻(yun)性(xing)、雙折射又可(ke)與(yu)一般光學(xue)玻璃(li)媲美(mei)，所(suo)以它是在各種(zhong)惡劣場合下工作具有(you)高穩定度(du)光學(xue)系統(tong)的必(bi)不可(ke)少的光學(xue)材(cai)料。石(shi)英玻璃(li)的結構，雜質含量，OH基因及NO、CO等含量是(shi)影響光譜透(tou)過率的主要因素，氧原子結合不良在0.24μ處則有吸收峰，含有OH基團的石英(ying)玻璃，在2.7μ處由(you)于分子(zi)(zi)振動(dong)將(jiang)產(chan)生(sheng)明顯的吸(xi)收(shou)峰(feng)，紫外透過率低主要是由(you)于金(jin)屬雜質多造成原子(zi)(zi)吸(xi)收(shou)光譜(pu)所致(zhi)。 石英玻璃的(de)光(guang)譜(pu)特(te)性曲線(xian) 電(dian)熔石英玻璃是很好(hao)的(de)透紅外(wai)材料，但由于雜(za)質(zhi)的(de)存(cun)在(zai)，紫外(wai)透過率低。氫(qing)氧(yang)(yang)焰熔制水晶(jing)所獲得的(de)石英玻璃，由于氧(yang)(yang)結構缺陷，在(zai)0.24μ處有吸收(shou)峰(feng)，同(tong)時(shi)含有OH基團(tuan)，所以紅外透(tou)過(guo)極低(di)。用合成(cheng)原(yuan)料氣煉的高純光學石英玻璃是最好的透(tou)紫外材料，但在2.7μ處(chu)有(you)嚴重的OH吸收(shou)峰。只有用(yong)合成原料通過電(dian)熔或無氫(qing)火焰熔融而成的(de)光學石(shi)英玻璃，才能很好地透過從遠紫(zi)外(wai)到近(jin)紅(hong)外(wai)的(de)連續光譜。

石(shi)英玻(bo)璃的熱膨脹系(xi)數小，為5.5×10-7/℃，只有(you)普通玻璃的1/12～1/20.標準規(gui)定將(jiang)試(shi)樣灼燒(shao)到1200℃后急(ji)速投到冷(leng)水中(zhong)，反復三次以上不允許(xu)炸(zha)裂。石英玻璃加入適量鈦元素后還(huan)可做成零膨脹(zhang)系數的材料(liao)，在激(ji)光技術(shu)、天文和尖端(duan)技術(shu)中(zhong)。

注意事(shi)項：

1.石英玻璃制品是貴(gui)重的材料，使用(yong)時必(bi)須輕(qing)拿輕(qing)放，十分小心(xin)；

2.各種石英玻璃都有一個最(zui)高使(shi)用溫度，使(shi)用時不(bu)應(ying)超過此溫度，否(fou)則會析晶或(huo)軟(ruan)化變(bian)形；

3.需(xu)高溫使用(yong)的石英(ying)玻璃，使用(yong)前(qian)必須擦拭干(gan)凈。可以(yi)用(yong)10%的氫氟酸或(huo)洗液浸(jin)泡，然(ran)后用高純水清洗或(huo)酒精處理。操作時應(ying)戴細(xi)線(xian)手(shou)套，不允(yun)許用手(shou)直(zhi)接觸及石英玻璃；

4.高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)允許(xu)連(lian)續使用石(shi)(shi)英(ying)玻璃制品(pin)，這對延長石(shi)(shi)英(ying)玻璃的壽命(ming)和提高(gao)(gao)耐溫(wen)性能是有(you)好處的。反之，高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)間歇使用石(shi)(shi)英(ying)玻璃制品(pin)，其使用次數(shu)是有(you)限的；

5.石(shi)英玻璃(li)材質雖(sui)具有極高的(de)熱(re)穩定性，可以經受(shou)劇烈的(de)溫差驟變。但實際使用(yong)時，由于殘(can)余應變和產品(pin)形狀不同(tong)，熱(re)穩定性有一定的(de)差別，使用(yong)時應加以注意；

6.石(shi)英玻(bo)璃(li)系酸性材料，高溫使用(yong)時嚴格避免同堿性物(wu)(wu)質（如水玻(bo)璃(li)、石(shi)棉、鉀鈉的化合物(wu)(wu)等）接觸，否則將(jiang)大(da)(da)大(da)(da)降低其(qi)抗結晶性能(neng)。

主要性(xing)能