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石英玻璃性能及应用
来源: | 作者:id1506174 | 发布时间: 2019-05-27 | 170 次浏览 | 分享到:

石英玻璃片,通常由石英玻璃切割磨制而成,其二氧化硅含量可达99.99%以上。硬度为莫式七级,具有耐高温、热膨胀系数低、耐热震性和电绝缘性能良好等特点。

石英玻璃片通常为无色透明类,可见光透过率85%以上。石英玻璃从大的制作范围上可以分为熔融石英玻璃和合成石英玻璃两大类。耐热性、透光性、电气绝缘性化学稳定性都非常地优良。


光学性能

石英玻璃片的光学性能有其独到之处,它既可以透过远紫外线,是所有透紫外材料最优者,又可透过可见光近红外光谱。由于石英玻璃耐高温,热膨胀系数极小,化学稳定性好,气泡、条纹、均匀性、双折射又可与一般光学玻璃媲美,所以它是在各种恶劣场合下工作具有高稳定度光学系数的必不可少的光学材料。

按其光学性能可分为三类:

远紫外类 JGS1

在紫外和可见光谱范围内透明; 185-250nm波段范围内无吸收带 2600-2800nm波段范围内有强吸收带;非发光,光辐射稳定。

紫外类JGS2

在紫外和可见光谱范围内透明; 在200-250nm波段范围内无吸收带 2600-2800nm波段范围内有强吸收带;非发光,光辐射稳定。

红外类 JGS3

在可见和红外光谱范围内透明; 2600-2800nm波段范围内无明显吸收带


和普通
硅酸盐玻璃相比,透明石英玻璃在整个波长有优良的透过性能。在红外区光谱透过比普通玻璃大;在可见区,石英玻璃的透过率也是比较高的。在紫外光谱区特别是在短波紫外区,光谱透过比其他玻璃好的多

光谱透过率受三个因素影响:反射,散射和吸收。石英玻璃的反射一般为8%,紫外区大一些,红外区小一些。所以石英玻璃的透过率一般不大于92%。石英玻璃的散射比较小,一般可以忽略。光谱吸收和石英玻璃的杂质含量和生产工艺有密切的关系;在低于200钠米波段的透过率的高低,代表金属杂质含量的多少;240钠米的吸收表示缺氧结构的多少;可见波段的吸收是由于过渡金属离子的存在造成的,2730钠米的吸收是羟基的吸收峰,可以用于计算羟基含量。

光谱透过性能 用光谱吸收羟基计算的方法:

A GE公司的计算公式:C=910/T * LOG10(Ta/Tb)mm-1 C:羟基含量(C,ppm) T:厚度(mm) Ta:2600钠米波长的透过率 Tb:2730钠米波长的透过率

B:中国的国家标准计算公式:C=96.5/d * LG10(Ia/I)mm-1 C:羟基含量(ppm) d:厚度(cm) Ia:2730钠米基线到零线的距离(mm) I:2730钠米吸收峰到零线的距离(mm)

光谱透过率:厚度1mm) 其它厚度光谱透过率可以用公式推导: T = (1-R)2 e -at T: 透过率 R:单反射损耗。 e:自然对数基数。 t:厚度(cm) 光谱透过率 波长 nm


物理性能

石英玻璃片是用二氧化硅制造的特种工业技术玻璃,是一种非常优良的基础材料。石英玻璃片具有一系列优良的物理、化学性能,如:

1、耐高温。石英玻璃软化点温度约1730℃,可在1100℃下长时间使用,短时间最高使用温度可达1450℃。

2、耐腐蚀。除氢氟酸外,石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应,其耐酸能力是陶瓷的30倍,不锈钢的150倍,尤其是在高温下的化学稳定性,是其他任何工程材料都无法比拟的。

3、热稳定性好。适应玻璃的热膨胀系数极小,能承受剧烈的温度变化,将石英玻璃加热至1100℃左右,放入常温水中也不会炸裂。

4、透光性能好。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性能,可见光透过率93%以上,特别是在紫外线光谱区,最大透过率可达80以上。

5、石英玻璃的电绝缘性能好。石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍,是极好的电绝缘材料,即使在常温下也具有良好的电性能。


应用

石英玻璃片的形成是由于其熔体高温黏度很高引起的结果。用于制作半导体、电光源器、半导通信装置、激光器,光学仪器,实验室仪器、电学设备、医疗设备和耐高温耐腐蚀的化学仪器、化工、电子、冶金、建材以及国防等工业,应用十分广泛。

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