中國粉體網訊 熔融石英又稱石英玻璃。石英玻璃是玻璃態SiO2的統稱，英文稱作“Silica Glass”、“Quartz Glass”或“Vitreous Silica”,是以天然石英，包括硅石、水晶為原料，經高溫熔融而制得的一種過冷液體，我國的石英玻璃產業隨著我國國防科技和軍事工業的發展而快速發展，石英玻璃的產量和質量得到很大提高。江蘇省東�？h的石英原料儲量大，純度高，是中國的硅材料產業基地。作為我國熔融石英原料生產基地，東海年產優質熔融石英原料20萬余噸。
一、熔融石英的分類
按照分類方式的不同，石英玻璃可分為多種類型。比如從應用的角度，石英玻璃可分為不透明石英玻璃、透明石英玻璃、光學石英玻璃、特種石英玻璃等；根據產品形狀，石英玻璃可分為棒材、管材、板材、坩堝、纖維及其制品、燈工制成品及其他異形件等。根據國內外普遍使用的石英玻璃分類方式，可按制備工藝將石英玻璃分為以下幾類:
透明石英玻璃中SiO2含量大于99.95%，是以高純石英粉或四氯化硅等為原料經高溫熔制而成；不透明石英玻璃中SiO2含量大于99.80%，是以普通石英粉和石英砂為原料高溫熔制而成。
二、熔融石英的性質
熔融石英石氧化硅的非晶態。熔融石英塊體的外觀為無色透明，而顆粒呈白色粉末狀，這是因為光線在小顆粒間的折射和衍射造成的。
石英玻璃網絡結構圖
熔融石英具有耐酸、耐高溫、化學純度高等特性，是生產化工設備的理想材料，實驗室精餾水制取采用的就是石英玻璃精餾塔。
石英玻璃具有高度緊密的結構網絡，同時原子間具有很高的鍵強，因而其具有非常低的熱膨脹系數、電導率和較高的機械強度、耐熱溫度、抗熱沖擊性、抗腐蝕性、介電性能、化學穩定性。
石英玻璃主要的電學特性是高介電強度、很低的介電損耗和導電性，所以其被廣泛用于制造高頻高壓絕緣子，特別是在高溫和承受較高機械應力的環境中。
三、熔融石英的應用
熔融石英因其具有優良的物理化學性能，被廣泛應用于電子、電器、軍事、航空航天、光通訊、電光源、化學工程、冶金、儀器儀表、光學鏡頭、防腐材料、耐火材料、半導體集成電路、核工業、激光技術等高科技領域。
（1）電光源行業中的應用
電光源將電能轉化為光能，在日常照明、工農業生產、國防和科研等方面被廣泛應用。常見的低強度的節能燈、殺菌燈以及高強度的萊燈、鈉燈、金屬鹵化物燈、紅外線等、紫外線殺菌燈都是熔融石英電光源產品，殺菌燈被廣泛應用于飲食行業和醫療衛生行業。
（2）光纖行業中的應用
熔融石英材料不僅是光纖預制棒的重要基礎材料，而且光纖生產的全過程也離不開熔融石英制品，好的原材料是生產質量穩定的光纖產品的保障。高純熔融石英基管作為MCVD、PCVD及其衍生工藝技術中的重要原材料尺寸和純度都有嚴格要求，比如說新層的沉積基管，要求為光導級。
（3）航空航天行業中的應用
熔融石英具有熱膨脹系數低、優良的耐輻照性能，因此，在航空航天中被廣泛應用。美國康寧公司研制的代號7971熔融石英在0~200℃范圍平均線性熱膨脹系數為零，熱穩定性好，密度低、剛度好、磨光性能好，用此熔融石英可制作直徑3.96m鏡坯用于大型天文望遠鏡。濾紫外線耐輻照熔融石英可以過濾紫外線保護內部傳感器，熔融石英作為結構件在太空飛船和航天飛機上被廣泛應用。
（4）電子信息、半導體行業中的應用
熔融石英制造業迅速崛起。在對單晶硅片進行摻雜、擴散、氧化、退化等關鍵工序中使用熔融石英擴散管；硅片外延工序使用的石英鐘罩；硅片酸洗和超聲波清洗工序使用的支架；控制單晶硅工序中使用的石英坩堝等。
（5）熔融石英在人造花崗石中的應用
人造花崗石是用樹脂、填充料、增強劑、硬化劑、內部脫模劑等配料，調制混合料，注入所需形狀的模具，加熱固化而成，現已商品化，廣泛用于洗面和櫥柜臺面、洗面盆、浴盆等。
周忠華曾在《熔融石英在人造花崗石中的應用》中介紹了一種熔融石英并進行試驗，得出結論：在丙烯酸樹脂液中配合鈉離子濃度在2ppm以下、平均粒徑為3~50μm熔融石英填充料和硬化劑配料，制成的人造花崗石色調穩定，透明性好，而且不降低耐水性和耐沸水性，表面硬度高，耐損傷性好。此外，海外一家企業利用熔融的取代原用石英，生產出耐水性和耐沸水性不降低，表面硬度和耐損傷性又高的人造花崗石。
（6）其他行業中的應用
超聲信號在熔融石英中的傳播速度比金屬小，延遲溫度系數低，可作為超聲延遲玻璃應用在雷達上。超聲波經大型多邊形熔融石英多次反射可以延遲1微秒以上。通過被反射的雷達信號測定移動目標的方位，具有實際應用價值。
四、熔融石英制備工藝
將精選的優質硅石原料（SiO2含量＞99%），如脈石英等破碎成小顆粒，在石墨棒加熱爐（用優質鋼板卷制成一定容積的圓柱形爐體）內熔融，直接冷卻后破碎、分級成塊狀。在熔融石英熔制設備方面，我國大部分企業仍在沿用單碳棒電阻加熱的初級生產設備，在控制上仍是恒功率加熱，熔制過程中的能耗較高。
熔融石英的制造工藝特殊，與一般玻璃制品不同。生產熔融石英有兩大難點：一是熔化溫度高、黏度大，氣泡很難排除；二是熔融石英要獲得優良性能必須提高純度，雜質總量小于萬分之一。
石磊等在《一種節能型連續熔融石英爐的設計》一文中，針對傳統石英熔融爐以石英自身熟料為隔熱材料導致熔融爐外溫度高、能量耗散大、不能夠連續生產的缺點設計了一種節能型連續熔融石英爐，該爐采用三層保溫材料可有效降低散熱能耗。同時對在連續生產過程中出現的堵料現象分析了原因，然后有針對性的進行了加熱功率以及保溫材料結構等方面的優化調整，并且通過仿真模擬得到了較理想的溫度場，避免了生產過程出現的堵料現象，從而使石英爐的出料更加順暢，達到連續生產和節能的目的。
五、不同熔點對熔融石英的影響
朱經緯等在《不同熔點對熔融石英的影響》一文中，通過實驗獲取粒徑為75μm的原料石英砂的熔點，對比原料自身物性，分析出如何獲得優質的熔融石英。文中的原料石英砂先被前置處理，以獲取粒徑大小不同的石英砂原料，以方便對比其熔融后的產物，發現粒徑在6~50mm的石英砂，在電爐中持續0.5h被加熱到1800℃以上可以得到符合企業采購標準的熔融石英。
原料石英砂先經過破碎和磨粉的前置處理，用實驗對其熔點和比熱容進行測定，石英砂樣品熔點約在1722.15℃，并對不同加熱工況下的熔融石英進行了研究，發現粒徑在6~50mm的石英砂，在電爐中持續0.5h被加熱到1800℃以上可以得到符合企業采購標準的熔融石英。
參考文獻：
周忠華.熔融石英在人造花崗石中的應用
蔣麗微等.熔融石英行業現狀與發展前景
石磊等.一種節能型連續熔融石英爐的設計
朱經緯等.不同熔點對熔融石英的影響
孫元成等.慣性導航系統用石英玻璃材料
