在工业与科技领域,“石英玻璃”一词耳熟能详,但时常一同出现的“熔融石英玻璃”却让人困惑:它们是同一种材料吗?事实上,从核心构成上讲,它们确实是同一种物质,即成分均为二氧化硅(SiO₂)的非晶态固体。然而,在具体的产业语境中,这两个名称却暗示着不同的内涵,主要指向因原料和制造工艺不同而带来的性能差异。
一、根源之别:原料与工艺路径
熔融石英玻璃:通常指采用天然水晶或极高纯度的合成硅石为原料,在电熔炉(真空或惰性气体环境下)中高温熔融而成。这种工艺能极致地避免污染。
石英玻璃:作为统称,它有时也涵盖另一大类,即由天然高纯度石英砂为原料,通过气炼法(氢氧焰)熔融制成的产品。这种方法更为经济,但会在材料中引入相对较多的羟基。
二、性能之异:关键指标与应用分野
上述不同的制造路径,直接导致了材料性能的显著区别,其核心在于羟基(OH⁻)含量这一关键指标:
熔融石英玻璃(低羟基型):
特点:羟基含量极低(通常< 5-10 ppm),如同“干货”,纯度高,内部缺陷少。
性能:在紫外波段拥有无与伦比的透过率;具备极低的热膨胀系数,抗热震性极佳;高温下更稳定,不易析晶失透。
应用:主要用于半导体工业(晶圆载体、扩散炉管)、高端光学(紫外透镜、光刻机镜头)和精密科研等领域。
石英玻璃(高羟基型):
特点:羟基含量较高(可达150-400 ppm)。
性能:虽然可见光区性能良好,但高羟基会在2.7μm红外波段产生强烈吸收峰,影响其红外性能。其抗高温析晶能力稍逊于低羟基产品。
应用:因其成本优势,广泛应用于光源行业(卤素灯、UV灯外壳)、光纤预制棒支撑管以及化工防腐窥镜等对紫外透过率要求不极致的场合。


