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材料
各種の純粋な天然石英を溶かした石英ガラス
石英ガラスの構造の特徴
純石英ガラスは単一のシリカ（SiO₂）成分で構成されており、石英ガラス中のSi-O結合は短距離では秩序、長距離では無秩序な状態で配置されています。Si-O結合の強力で安定した結合エネルギーにより、 O ボンド、石英ガラスは、高い軟化温度、優れた分光透過率、非常に低い熱膨張係数と伝導率、非常に高い化学的安定性、耐放射線性、および極端な条件下での長い耐用寿命を備えています。
光学特性
石英ガラスはさまざまな優れた光学特性を持っています。 高純度石英ガラスは、一般の光学ガラスにはない遠紫外（160nm）から遠赤外（5μm）までの極めて広い波長領域において、一般のガラスにはない良好な透過率を示します。 石英ガラスは分光透過率や光学均一性に優れているため、半導体リソグラフィーや精密光学機器などに広く使用されています。また、耐放射線性にも優れているため、宇宙船の窓材や宇宙船の保護カバーなどにも広く使用されています。宇宙実験室の主要コンポーネント。
機械的性質
石英ガラスは通常のガラスと同様に脆くて硬い材質です。 通常のガラスと同様に、石英ガラスの強度パラメータは、表面状態、形状、試験方法などの多くの要因によって影響されます。 透明石英ガラスの圧縮強度は一般的に490～1960MPa、引張強度は50～70MPa、曲げ強度は66～108MPa、ねじり強度は30MPa程度です。
電気的特性
石英ガラスは優れた電気絶縁材料です。 石英ガラスは通常のガラスに比べて比抵抗が高く、室温における比抵抗は1.8×1019Ω・cmにもなります。 また、石英ガラスは耐圧が高く（通常のガラスの約20倍）、誘電損失が低いです。石英ガラスの比抵抗は温度の上昇とともにわずかに減少し、不透明な石英ガラスの比抵抗は一般のガラスの比抵抗よりも低くなりました。透明な石英ガラス。
熱特性
石英ガラスはほとんどが強いSi-O結合で構成されているため、軟化温度が非常に高く、長期使用温度は1000℃に達することもあります。また、石英ガラスの熱膨張係数は一般的な工業用ガラスの中で最も低いです。 、線膨張係数は5×10-7/℃に達します。 特別に処理された石英ガラスはゼロ膨張を達成することもできます。 石英ガラスは耐熱衝撃性にも非常に優れており、短時間に大きな温度差を繰り返し受けても割れません。 これらの優れた熱特性により、石英ガラスは高温や極端な作業環境において代替品になりません。
高純度石英ガラスは、半導体産業のチップ製造、光ファイバー製造の補助材料、工業用高温炉の観察窓、高出力電力光源、スペースシャトルの表面の断熱層として使用できます。また、石英ガラスは熱膨張率が極めて低いため、精密機器や大型天体望遠鏡のレンズ材料としても使用されています。
化学的特性
石英ガラスは非常に優れた化学的安定性を持っています。 他の市販のガラスとは異なり、石英ガラスは水に対して化学的に安定しているため、非常に高い純度の水を必要とする蒸留器に使用できます。 石英ガラスは耐酸性、耐塩性に優れているため、非常に高い純度の水を必要とする蒸留器に使用できます。 石英ガラスは耐酸性、耐塩性に優れており、フッ酸、リン酸、塩基性食塩水以外のほとんどの酸や食塩水とは反応しません。 酸や塩溶液と比較すると、石英ガラスは耐アルカリ性が低く、高温でアルカリ溶液と反応します。 また、石英ガラスやほとんどの酸化物、金属、非金属、気体は常温では反応しません。 石英ガラスは、純度が非常に高く、化学的安定性が優れているため、半導体製造における高生産条件の環境での使用に適しています。
その他のプロパティ
透過性: 石英ガラスの構造は非常に緩和されており、高温でも特定のガスのイオンがネットワークを通って拡散できます。ナトリウム イオンの拡散が最も速いです。 石英ガラスのこの性能は、例えば半導体産業で石英ガラスが高温容器や拡散管として使用される場合、半導体材料、石英と接触する耐火物が高純度であるため、ユーザーにとって特に重要です。炉の内張りとしてのガラスは、高温と洗浄によって前処理し、カリウムとナトリウムのアルカリ性不純物を除去し、その後石英ガラスに入れて使用する必要があります。
石英ガラスの応用
石英ガラスは重要な材料として、光通信、航空宇宙、電気光源、半導体、光学新技術などに広く使用されています。
1. 光通信分野：石英ガラスは光ファイバープレハブロッドや光ファイバー線引きの製造用補助材料であり、主に基地局相互接続市場に供給されており、5G時代の到来により光ファイバー市場に巨大な需要がもたらされました。
2.新しい光の側面：高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ヨウ化タングステンランプ、ヨウ化タリウムランプ、赤外線ランプ、殺菌ランプ。
3. 半導体の側面：石英ガラスは、成長ゲルマニウム、シリコン単結晶のるつぼ、炉心管、ベルジャーなどの半導体材料やデバイスの製造工程に欠かせない材料です。
4. 新技術分野：音・光・電気の優れた性能を活かし、レーダーの超音波遅延線、赤外線追跡方向探知、プリズム、赤外線写真用レンズ、通信、分光器、分光光度計、大型天体望遠鏡の反射窓、高温操作ウィンドウ、原子炉、放射性施設; ロケット、ミサイルのノーズコーン、ノズルおよびレドーム、人工衛星の電波絶縁部品。 熱天秤、真空吸着装置、精密鋳造等
石英ガラスは、化学工業、冶金、電気、科学研究などの分野でも使用されます。 化学産業では、高温耐酸性ガス燃焼、冷却および換気装置を行うことができます。 ストレージデバイス; 蒸留水、塩酸、硝酸、硫酸などの調製、その他の理化学実験。高温では電気炉の炉心管やガス燃焼用ラジエーターとして使用できます。 光学分野では、石英ガラスと石英グラスウールはロケットノズル、宇宙船の遮熱板、観察窓などとして使用できます。つまり、現代の科学技術の発展に伴い、石英ガラスはさまざまな分野でより広く使用されています。
石英ガラスの応用分野
優れた物理的および化学的特性を備えた石英ガラスは、高温、清浄、耐食性、光透過、フィルタリングおよびその他の特定のハイテク製品の製造プロセス環境で広く使用されており、半導体、航空宇宙、光通信分野において不可欠な重要な材料です。
半導体分野
半導体石英ガラス製品は石英ガラス製品市場の68%を占めており、半導体分野は石英ガラス下流市場の最大の応用分野です。 石英ガラス材料および製品は、半導体チップの製造プロセスで広く使用されており、半導体のエッチング、拡散、酸化プロセスのためのデバイスおよびキャビティ消耗品を運ぶ必要があります。
光通信分野
石英ロッドは光ファイバー製造の主原料です。 プレハブファイバーバーの95％以上は高純度石英ガラスに分割されており、保持棒や石英カップなどのファイバーバーの製造や伸線の製造工程で多くの石英ガラス材料が消費されます。
光学分野
合成石英ガラス材料は、ハイエンド光学分野のレンズ、プリズム、TFT-LCD HDディスプレイ、ICライトマスク基板材料として使用されています。
石英ガラス製品はさまざまな分野で重要な消耗品や原材料となっており、下流産業の製品生産が制限されており、現在代替品がないため、石英ガラスの需要は長期的です。 下流産業、特に半導体産業や太陽光発電産業の発展の加速により、石英ガラス産業の繁栄は今後も高まるでしょう。
| 火炎溶融石英 | 電気溶融水晶 | 不透明な水晶 | 合成水晶 | ||
| 機械的性質 | 密度（g/cm3) | 2.2 | 2.2 | 1.95-2.15 | 2.2 |
| ヤング率（GPa） | 74 | 74 | 74 | 74 | |
| ポアソン比 | 0.17 | 0.17 | 0.17 | ||
| 曲げ強度(MPa) | 65-95 | 65-95 | 42-68 | 65-95 | |
| 圧縮強度(MPa) | 1100 | 1100 | 1100 | ||
| 抗張力(MPa) | 50 | 50 | 50 | ||
| Torsional St 常に th(MPa) | 30 | 30 | 30 | ||
| モース硬度(MPa) | 6-7 | 6-7 | 6-7 | ||
| 気泡の直径(午後) | 100 | ||||
| 電気的特性 | 誘電率（10GHz） | 3.74 | 3.74 | 3.74 | 3.74 |
| 損失係数（10GHz） | 0.0002 | 0.0002 | 0.0002 | 0.0002 | |
| 誘電強度(V/m) | 3.7X107 | 3.7X107 | 3.7X107 | 3.7X107 | |
| 比抵抗（20℃）（Q・cm） | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | >1X1016 | |
| 比抵抗（1000℃）（Q・cm） | >1X106 | >1X106 | >1X106 | >1X106 | |
| 熱特性 | 軟化点（C） | 1670年 | 1710 | 1670年 | 1600 |
| 焼鈍点（C） | 1150 | 1215 | 1150 | 1100 | |
| セントレインポイント(C) | 1070 | 1150 | 1070 | 1000 | |
| 熱伝導率(W/M・K) | 1.38 | 1.38 | 1.24 | 1.38 | |
| 比熱（20℃）（J/KG）・K） | 749 | 749 | 749 | 790 | |
| 膨張係数（X10）-7/K） | ある:25C~200C6.4 | ある:25C~100C5.7 | ある:25C~200C6.4 | ある:25C~200C6.4 | |