淺談石英玻璃發(fā)展

新聞發(fā)布時間：2012-9-1新聞瀏覽次數(shù)：3335新聞作者：錦泰特種玻璃

石英玻璃是由二氧化硅（SiO₂）單一組分構成的特種工業(yè)技術玻璃。由于其具有其他材料不能取代的一系列特殊性能，使其在現(xiàn)代工業(yè)和高科技領域發(fā)揮了非常重要的作用。普通石英玻璃是用天然水晶或硅石作為原料經(jīng)過高溫熔制而成的，高純優(yōu)質(zhì)石英玻璃則使用無菌或有機含硅的液體化合物（如四氯化硅）經(jīng)火焰水解合成工藝制成，稱為合成石英玻璃（synthetic fused silica）。若在原料中加入微量元素，就可制成具有各種特殊性能的摻雜石英玻璃。石英玻璃制成品有各種規(guī)格的管材、棒材、板材和器皿等。除常用的透明石英玻璃以外，另外一個重要類別就是不透明石英玻璃，制成品有坩堝、鐘罩等，在化工和半導體行業(yè)應用廣泛。

自20世紀80年代以來，石英玻璃制造技術發(fā)展迅速。國際上各大石英玻璃公司紛紛開發(fā)新工藝和新技術。德國Herseus石英玻璃公司開發(fā)了臥式熱頂石英玻璃厚壁玻璃管技術，可以把氣煉熔制的細長石英玻璃坨（ingot）不經(jīng)冷加工直接在大功率電阻爐內(nèi)用水冷石墨頂頭和外成型器制造出長達4mm、外徑150mm、內(nèi)徑80mm的厚壁管（cylinder）。以其作為再拉制光導纖維專用外皮管或半導體用大管的柸料，具有很高的生產(chǎn)效率，并在此基礎上建成了一條先進的光導纖維外皮管生產(chǎn)線。采用無接觸拉管技術，成品管自動清洗、自動烘干、自動檢驗尺寸、自動包裝。因此當管子拉出后就不再接觸人手，有效避免了污染。當時，該公司的此種管材幾乎壟斷了全世界的光纖管市場。近年來該公司大力發(fā)展合成石英玻璃新技術并開發(fā)出大直徑光纖預制件，一次可拉制3000~5000km的光纖。法國Saint—Gob—ain石英玻璃公司開發(fā)的利用高頻等離子火焰熔制石英玻璃技術，可制出優(yōu)質(zhì)低羥基石英玻璃。近年來開發(fā)的用氫氧火焰連續(xù)熔制石英玻璃坨的技術，效益很高，除圓形斷面外還可熔制各種異型斷面的石英玻璃坨，所產(chǎn)生的石英玻璃坨供不應求。美國GE石英玻璃公司開發(fā)的電熔制特大型坨的技術十分引人注目，其成品坨直徑達2m，重達4t。目前尚無其他廠家能夠制造。日本東芝陶瓷公司等電弧發(fā)制造不透明石英玻璃坩堝方面，近來也出現(xiàn)很多新技術，如多層坩堝、環(huán)形電浮法等。最值得注意的是，近二十年來公開的石英玻璃方面的專利中有一半以上是關于用液體原料合成法制造高純石英玻璃技術的。內(nèi)容幾乎涵蓋了合成石英玻璃的全部技術。如：不含氯原料、特殊燃燒器、熔爐結構、爐體處理、爐氣氛控制等。

我國石英玻璃工業(yè)起始于中華人民共和國成立以后。當時，在十分困難的條件下為國家解決了一些急需解決的問題。但在改革開放以前發(fā)展緩慢，并逐漸與國際水平拉開了很大的差距。近年來，這種現(xiàn)象才得以改變。通過引進技術和消化吸收，以及科研人員創(chuàng)新，一些新品種、新技術和新裝備不斷開發(fā)出來，如激光技術和特種光源用摻雜石英玻璃、光通信用石英玻璃管、醫(yī)用光纖、光纖輻照計、立式氣煉制坨工業(yè)裝備、金屬燃燒器、熱頂成形厚壁管技術、石英玻璃纖維和纖維棉等。目前，我國透明石英玻璃及制品的年生產(chǎn)量已達到十萬余噸，不透明石英玻璃制品年產(chǎn)量達兩千余噸以上。

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