熔融石英砂由于众多优异的性能,在高技术领域得到广泛使用,比如高纯耐高温石英玻璃管、高纯石英坩埚、光通讯用石英玻璃和激光用石英玻璃等都得到了快速发展。其实说白了,就是其高纯度和非晶态的独特优秀性能得到了广泛应用。
熔融石英砂在高温熔融之前,必须要选用SiO2含量在99%以上的精选硅石,而天然高纯硅石极度稀缺,大部分都要靠人工酸洗提纯。根据石英砂原料中Fe2O3、Li2O、Al2O3、K2O、Na2O等杂质含量的不同,要采取在一定温度下加入不同的酸配比进行,比如10%草酸+1%氢氟酸、15%盐酸+5%草酸+5%氢氟酸、10%硫酸+10%草酸、5%硝酸+10%氢氟酸,等等。志盛威华ZS-1034耐酸碱防腐涂料、ZS-1033耐氢氟酸防腐涂料等多个品种,可应对不同情况下酸液对水泥池、酸洗罐、提升斗、排砂罐、配酸罐、碱液罐、浓缩池、振动筛等设施的侵害,让熔融石英砂原料酸洗提纯工艺得以顺利运行!
熔融石英砂具体有哪些优秀的性能?又有哪些高端应用呢?
熔融石英砂是SiO2含量在99.9-99.95%的非晶态物质(玻璃态)。它具有通透性,是玻璃的一种形态,其原子结构长而无序。它通过三维结构交叉链接使耐温性和低热膨胀系数得以较大展现。具有热稳定性好、纯度高、化学性质稳定、颗粒分布均匀、热膨胀率接近0等优点。其高端应用(精制石英砂和高纯石英砂无法替代的应用)如下:
(1)电光源行业
电光源将电能转化为光能,在日常照明、工农业生产、国防和科研等方面被广泛应用。常见的低强度的节能灯、杀菌灯以及高强度的莱灯、钠灯、金属卤化物灯、红外线灯、紫外线杀菌灯都是熔融石英电光源产品,杀菌灯被广泛应用于饮食行业和医疗卫生行业。
(2)光纤行业
熔融石英材料不仅是光纤预制棒的重要基础材料,而且光纤生产的全过程也离不开熔融石英制品,好的原材料是生产质量稳定的光纤产品的保障。高纯熔融石英基管作为MCVD、PCVD及其衍生工艺技术中的重要原材料,尺寸和纯度都有严格要求,比如说新层的沉积基管,要求为光导级。目前,虽然我国的部分光纤用石英玻璃制品已达到一定水平,但是仍缺乏如高纯度、高精度的石英玻璃基管、外套管等尖端产品。
(3)航空航天行业
熔融石英具有热膨胀系数低、优良的耐辐照性能,因此,在航空航天业中被广泛应用。美国康宁公司研制的代号7971熔融石英在0~200℃范围平均线性热膨胀系数为零,热稳定性好,密度低、刚度好、磨光性能好,用此熔融石英可制作直径3.96m镜坯用于大型天文望远镜。滤紫外线耐辐照熔融石英可以过滤紫外线保护内部传感器,熔融石英作为结构件在太空飞船和航天飞机上被广泛应用。
(4)电子信息、半导体行业
随着我国电子信息、半导体、集成电路行业的迅速发展,熔融石英制造业迅速崛起。如在对单晶硅片进行掺杂、扩散、氧化、退火等关键工序中使用的熔融石英扩散管;硅片外延工序使用的石英钟罩;硅片酸洗和超声波清洗工序使用的支架;控制单晶硅工序中使用的石英坩埚等。
(5)雷达行业
超声信号在熔融石英中的传播速度比金属小,延迟温度系数低,可作为超声延迟玻璃应用在雷达上。超声波经大型多边形熔融石英多次反射可以延迟1微秒以上,通过被反射的雷达信号测定移动目标的方位,具有实际应用价值。
(6)化工行业
熔融石英具有耐酸、耐高温、化学纯度高等特性,是生产化工设备的理想材料,实验室精馏水制取采用的就是石英玻璃精馏塔。
(7)冶炼行业
熔融石英在冶炼行业中是必不可少的材料。熔融石英可抵御300℃的温差,常用于生产工业窑炉的高温观察窗,还可作为熔模铸造的型壳。
(8)精密仪器行业
熔融石英化学稳定性好、热膨胀系数低,可用来制造精密仪器,如干涉仪、波长表、陀螺仪、重力仪等高精仪器。