中國粉體網(wǎng)訊 什么是高純石英？
高純石英是世界稀缺和我國短缺的高技術(shù)戰(zhàn)略礦物資源，是制造高技術(shù)石英玻璃不可替代的礦物原料和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)需求的稀缺類共性高增值礦物資源。我國對于高純石英的概念及分類沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，綜合研究者的觀點(diǎn)和當(dāng)前國際技術(shù)水平，我們可以將純度 ω(SiO2)≥3 N～5 N、ω(Fe2O3)＜10×10-6 的石英稱為高純石英，將 6 N～7 N 的稱作超高純石英。
高純石英制品廣泛用于電光源、光纖通信、太陽能電池、半導(dǎo)體集成電路、精密光學(xué)儀器、醫(yī)用器皿、航天航空等高科技行業(yè)，對一個國家的科技發(fā)展具有重要作用，是具有戰(zhàn)略性意義的資源。
部分高純石英制品
高純石英根據(jù)其含量不同，應(yīng)用領(lǐng)域也不同，其中含量為99.5%～99.99%為光源行業(yè)，含量高于99.99%用于高端光學(xué)器件、激光器件，含量為99.995%～99.9999%用于半導(dǎo)體、光伏等產(chǎn)業(yè)。
1半導(dǎo)體行業(yè)
半導(dǎo)體行業(yè)是全球信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，半導(dǎo)體產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用推動了信息化、智能化時代的來臨。
芯片制造主要由單晶生長、晶圓加工制造、集成電路晶圓的生產(chǎn)以及后期封裝四個部分組成。單晶生長需要用到石英坩堝和石英器件。晶圓加工部分刻蝕、擴(kuò)散、氧化、退火等步驟中需要用到大量的輔材石英玻璃，如石英片、石英環(huán)、石英舟等高純度石英制品，其中擴(kuò)散步驟是在1000℃左右的石英爐管中將元素硼、磷等擴(kuò)散入硅片。
我國出臺了一系列的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《半導(dǎo)體用透明石英玻璃管》《半導(dǎo)體用透明石英玻璃器件》《半導(dǎo)體用透明石英玻璃棒》。
2光導(dǎo)纖維行業(yè)
通信行業(yè)是“信息產(chǎn)業(yè)高速公路”，以高純石英制造的石英光纖作為信息的高速智能“管道”，將為工業(yè)4.0及互聯(lián)網(wǎng)+提供基礎(chǔ)保障。
石英光纖是一種非常細(xì)的細(xì)絲，直徑小于8毫米，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以光的形式通過光纖傳輸，廣泛用于通信領(lǐng)域、微電子和光電子器件領(lǐng)域。與其他傳輸媒介（電纜線或者銅線）相比，石英光纖具有更強(qiáng)的抗電磁波干擾能力、抗腐蝕能力、更優(yōu)異的頻帶寬和容量、資源損耗更少的特點(diǎn)。
根據(jù)制作材料不同，石英玻璃光纖可分為純石英玻璃光纖和摻雜石英光纖。摻雜石英光纖主要有稀土摻雜石英光纖、摻氟石英光纖和摻氮石英光纖等，稀土摻雜光纖具有良好的激光性能，摻氟石英光纖和摻氮石英光纖具有耐輻射性能，通過調(diào)整光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計、折射率分布、摻雜工藝、預(yù)輻照處理、輻照后處理等，可以改善其抗空間輻射性能。因此，光纖不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的通信領(lǐng)域，還會應(yīng)用在特殊高能的輻射環(huán)境，如聚變反應(yīng)堆的內(nèi)部檢測、航空航天中高度分布式數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的放大器、光纖陀螺的寬帶超級發(fā)光源、提供裂變反應(yīng)堆的信號的光纖激光器等。
此外，高純石英還具有一定的光學(xué)特性，它可以形成偏振激光束，利用高純石英作為窗口，以棱鏡、濾光片和定時裝置制造出了光纖激光器。高質(zhì)量石英晶體也用于光學(xué)儀器的棱鏡和透鏡，可見由高純石英為原料制備的光導(dǎo)纖維擁有非常高的附加價值。
3光伏行業(yè)
光伏是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的簡稱，作為一種可持續(xù)發(fā)展的綠色行業(yè)，光伏正受到越來越多的關(guān)注，應(yīng)用成本在近幾年內(nèi)大幅降低，目前正快速向民用領(lǐng)域普及。高純石英是光伏行業(yè)的關(guān)鍵原材料之一，主要應(yīng)用形式有石英坩堝、石英管和各種石英器材。
太陽能石英坩堝是光伏產(chǎn)業(yè)所用的消耗品，是拉大直徑單晶和多晶硅制品的消耗性容器，使用溫度大約1500℃并且使用次數(shù)只有一次。我國出臺了一系列的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《太陽能電池硅片用石英舟》《太陽能電池硅片用石英玻璃擴(kuò)散管》。太陽能電池硅片用石英舟、石英玻璃擴(kuò)散管應(yīng)滿足T級產(chǎn)品的質(zhì)量要求，如下表所示。
太陽能電池硅片用石英舟、石英玻璃擴(kuò)散管雜質(zhì)含量要求
4光學(xué)、光源領(lǐng)域
光學(xué)石英玻璃具有耐高溫、耐腐蝕、膨脹率低等特點(diǎn)，被廣泛用于光學(xué)領(lǐng)域，高純石英玻璃用于生產(chǎn)望遠(yuǎn)鏡透鏡和實驗室光學(xué)設(shè)備、通信設(shè)備、衍射透鏡、投影顯示器、掃描設(shè)備和打印機(jī)的光學(xué)、激光、以及照相機(jī)和超平面電視屏幕、火焰控制設(shè)備等。
電光源玻璃按照化學(xué)成分可分為鉀鈣玻璃、含鉛硅玻璃、含硼硅玻璃、含鋁硅玻璃和石英玻璃等，以高純度石英玻璃的為原料生產(chǎn)電光源產(chǎn)品有高壓汞燈、金屬鹵化物燈、鹵塢燈、氙基燈、汽車燈等，可以承受高溫，并提供高透射特性。
參考來源：中國粉體網(wǎng)、石英石網(wǎng)
【1】歐陽靜，等.石英礦物資源的提純及在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)分析.礦產(chǎn)保護(hù)與利用.2021.
【2】龐慶樂，等.高純石英的加工技術(shù)及應(yīng)用.江蘇陶瓷.2020.
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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