中國粉體網訊 石英玻璃是由二氧化硅單一組分構成的特種工業技術玻璃，具有一系列特殊的物理和化學性能，并被新材料領域專家譽為“玻璃之王”。其純度與性能直接影響高端裝備的精度與可靠性，成為推動新一代信息技術和新能源產業發展的關鍵材料。其優點如下：
1）極佳的光譜特性，從紫外到紅外極寬的光譜范圍內的光學透過能力，尤其在紫外和深紫外光譜范圍內的透過性能是一般光學玻璃所不具備的；
2）優良的耐高溫性能，其軟化點與白金的熔點相近，熱膨脹系數極小；
3）高介電場強度，低介電損失和極低的導電性，是極好的絕緣材料；
4）較高的純度，人工合成石英玻璃的金屬離子總含量可控制在1×10-6以內；
5）經過摻雜的石英玻璃具有其他特殊性能，如光譜特性和超低膨脹系數等。
石英玻璃現已成為近代科學技術和現代工業不可或缺的重要材料，在航空航天、激光核技術、半導體集成電路、光電器件和精密儀器等高技術領域具有廣泛的應用。在制備技術方面，高純石英材料通過天然石英礦石提純與合成工藝兩條路徑實現。傳統提純工藝結合煅燒水淬、磁選、浮選及酸浸等技術，可有效去除鐵、鋁等雜質；而合成工藝（如氣相沉積法、等離子化學氣相沉積法和間接合成法等）突破天然石英礦源限制，純度達99.9999%以上。
石英礦物原料部分提純工藝介紹
高溫真空處理：利用石英晶型轉變過程的反應機理，在高溫真空狀態下去除石英砂或石英原礦中的液態和氣態雜質。
氯化處理：在一定溫度條件下，借助氯化劑的作用，使石英砂中的堿金屬和堿土金屬雜質轉化成氣相的氯化物。
超導選：超導材料產生幾十萬高斯的超導磁場，使石英中微小雜質和固態包裹體被磁化而選出。
電選：在高壓電場中利用礦物的電性差異使礦物分離。
超聲波處理：利用超聲波在液體中的空化作用提高酸洗效率。
摻雜提純：高溫條件下使摻入的元素與雜質元素反應生成易溶于水或酸的物質，而后水洗或酸洗提純。
精餾提純：利用不同組分有不同沸點，同一溫度下不同蒸汽壓。
吸附提純：液體與固體兩相界面處組分與內部不同而產生濃縮。
高性能石英材料合成工藝介紹
化學氣相沉積工藝(CVD)
CVD是指氣相含硅化合物（如SiCl4､SiH4和Si4O4(CH3)8等無機與有機原料）在H2-O2火焰中高溫水解或氧化生成SiO2微粒，并逐層沉積在旋轉的基體上形成透明石英玻璃。
根據沉積基體的運轉方式和反應器的構造，CVD分為臥式和立式兩種工藝形式，立式工藝可實現大尺寸合成石英玻璃的生產，與臥式CVD工藝相比，具有沉積速率和效率高，爐膛溫度高且均勻，玻璃的光學均勻性好等明顯優勢。目前，國際上CVD工藝合成石英玻璃主要采用立式工藝。
等離子化學氣相沉積工藝(PCVD)
PCVD工藝是指采用高純SiCl4為原料，以高頻等離子體火焰代替氫氧火焰氣相合成石英玻璃，該工藝與傳統電熔工藝制備的石英玻璃統稱為紅外石英玻璃。
PCVD工藝制備的石英玻璃的金屬雜質和羥基含量低，具備優良的紫外-紅外光譜透過性能、穩定的折射率以及良好的結構均勻性等特性，并且無氣泡和雜點等缺陷，廣泛用作各類光學透鏡和高穩定性慣導器件的基材，如太陽器模擬、紅外跟蹤系統、紫外-可見-紅外分光器等光學組件和光波導用石英光纖等。
間接合成法
間接合成法是相對于目前常見的電熔、氣煉、CVD和PCVD等４種“直接法”工藝技術（由原料經過1800℃以上高溫一步直接制得石英玻璃）制備石英玻璃而言的，包括低密度SiO2疏松體的沉積和燒結兩個主要工序，即利用含硅化合物（如SiCl4等）為原料，采用低溫CVD工藝，首先沉積形成低密度SiO2疏松體，再進行燒結，燒結過程中同時進行摻雜、脫水、脫氣及致密化，直至達到玻璃化。
目前，國外利用間接合成法制備半導體光刻技術用石英玻璃光掩模基板，準分子激光器和光電探測器等領域用石英玻璃透鏡和棱鏡等元件。
2025年4月23-24日，由中國粉體網、中粉會展主辦的“2025全國半導體行業用高純石英材料產業發展大會”將在江蘇南京召開，屆時來自中國建筑材料科學研究總院有限公司的教授級高工王玉芬，將做題為《氣相沉積法制備高純石英材料發展趨勢與應用》的報告。
王教授將介紹高純石英材料在半導體制造、光纖預制棒、光學器件、光伏及國防裝備等領域的應用情況，并將聚焦高純石英材料的技術創新與產業化難點，探討提純工藝優化、合成路線突破及下游應用拓展等內容，助力國產高端石英材料實現自主可控。
王玉芬，教授級高工，碩導，享受國務院政府特殊津貼。曾任中國建筑材料科學研究總院石英院院長、中建材衢州金格蘭石英有限公司執行董事。自1986年，進入中國建筑材料科學研究總院工作以來，長期從事石英與特種玻璃研究工作。在大口徑復合石英管、石英-鎢過渡封接玻璃、立式化學氣相沉積石英玻璃等方面實現多項首創，為我國電子、航天、船舶、核能、兵器、航空等領域提供了關鍵配套材料，為我國國防和經濟建設做出了重要貢獻。至今主持并完成了國家重大專項、軍工科研、國際合作等20余項國家級項目，榮獲省部級科技獎6項、授權專利20余項、論文20余篇、標準5部、出版專著2部，以及獲“第四屆全國建材行業十大女杰”稱號。
參考來源：
[1]王玉芬：石英玻璃制造工藝、性能及其應用
[2]聶蘭艦，王玉芬等：高性能光學合成石英玻璃的制備和應用
（中國粉體網編輯整理/平安）
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