石英是什麼

　　石英是一種物理性質和化學性質均石英舟十分穩定的礦產資源，晶體屬三方晶系的氧化物礦物，即低溫石英(a-石英)，是石英族礦物中分布最廣的一個礦物種。廣義的石英還包括高溫石英(b-石英)。石英塊又名硅石， 主要是生產石英砂(又稱硅砂)的原料，也是石英耐火材料和燒制硅鐵的原料。

　　石英化學式為SiO2，常含有少量雜質成分如Al2O陶瓷3、IMO，、CaO、MgO等。它有多種類型。日用陶瓷原料所用的有脈石英、石英砂、石英岩、砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等，水稻外殼灰也富含SiO2。石英外觀常呈白色、乳白色、灰白半透明狀態，莫氏硬度為7，斷面具玻璃光澤或脂肪光澤，比重因晶型而異，變動於2。22-2。65之間。

　　民國時期多采用景市三寶蓬所產石英，新中國成立後大多采用星子、都昌、修水等地的石英，尤其是20年代以來，用量劇增。釉料中用量為10%—30%，使用前應洗淨揀選，除去污物雜質石英，放在窯內高溫煆燒，便於粉碎。

　　無色、透明的石英的變種，希腊人稱為“K石英管rystallos”，意思是“潔白的冰”，他們確信石英是耐久而堅固的冰。中國古代人認為嘴裡含上冷的水晶能夠止渴。

石英坩堝使用過程中的異常現像——析晶

　　石英坩堝在高溫下具有趨向變成二氧化硅石英管的晶體(方石英)。這個過程稱為再結晶，也陶瓷稱為“失透”，通常也稱為“析晶”。

　　析晶通常發生在石英坩堝的表層，按照中國石英玻璃行業標准規定，半導體工業用石英玻璃在1400℃±5℃下保溫6小時，其析晶層的平均厚度應為﹤100µm 。石英坩堝受到沾污，在所有對石英坩堝的沾污中，堿金屬離子鉀(K)鈉(Na)鋰(Li)和堿土金屬離子鈣(Ca)鎂(Mg)這些離子的存在是石英坩堝產生析晶的主要因素。在使用過程中，因操作方法不當也會產生析晶，如在放置石英坩堝和裝填硅料的過程中，帶入的汗水，口水，油污，塵埃等。另外用於拉晶的硅料所含雜質太多或清洗工藝存在問題，熔料時溫度過高，以及石英坩堝在融制、清洗和包裝過程中受到沾污等因素也是導致石英坩堝被玷污產生析晶的原因。新的石墨坩堝未經徹底煆燒或受到沾污就投入使用則是造成石英石英坩堝外層析晶的主要原因。

　　石英坩堝內壁發生析晶時有可能破換坩堝內壁原有的塗層，這將導致塗層下面的氣泡層和熔硅發生反應，造成部分顆粒狀氧化硅進入熔硅內，使得正在生長中的晶體結構發生變異而無法正常長晶。析晶將減薄石英坩堝原有的厚度，降低了坩堝的強度容易引起石英坩堝的變形。

　　防止和減少析晶的方法要靠石英坩堝的生產廠商保證其生產的坩堝從用料到生產的各個環節都符合質量要求。而且在單晶生產的整個過程中應嚴格按照工藝規程認真操作。拉晶所用的原料純度一定要符合生產要求，如果原料本身所含雜質較多，在溶料過程中也會造成析晶。尤其是堿金屬離子的存在，將會降低析晶溫度200～300℃。原料的清洗一定要符合工藝要求，進過酸或堿處理的原料如果未將酸堿殘液衝洗徹底，易造成析晶。新的石墨器件，如石墨坩堝因含有一定的灰粉和其它雜質，在投入使用前須經過徹底的高溫煆燒才能使用。熔料時應選用合適的熔料溫度以減少析晶或降低析石英舟晶的程度。

石英坩堝使用過程中的異常現像——變形

　　產生變形的原因

　　1。裝料方法不當

　　大塊石英硅料與石英坩堝的接觸呈面接觸狀態，這在熔料過程中容易發生掛邊導致坩堝變形；坩堝最上部全部裝了碎小細料，這在熔料時易發生下部已溶完，上部呈結晶狀態而造成坩堝變形。

　　2。熔料方法不當

　　目前在太陽能單晶生產中，普遍都采用熱屏工藝，而熱屏使用一般又分為上掛式和下放式兩種。在上掛式熱屏工藝中如采用上部先熔法，即將堝位先降至最低位，讓上部料先熔，這種方式極易導致在熔料過程中產生石英坩堝變形。在下放式熱屏工藝中一般上部不容易變形，但如果上部硅料融化下沉後如不及時將堝位上升，石英堝底部極易鼓包變形。

　　3。溶料功率不當

　　由於硅熔點為1420℃，一般的熔料溫度在1550~1600℃左右，如果熔料溫度過高，在熔料過程中石英坩堝極易發生變形。

　陶瓷　當熔料料溫度偏低時，坩堝上部的料與堝壁接觸處易發生似熔非熔的狀態，當下部料熔完上部已掛邊的塊料將石英坩堝下拉而發生變形。

　　4。原材料問題

　　原料質量參差不齊，其所含雜質遠高於原始多晶，酸洗工藝不盡完善，這對坩堝的正常使用影響也非常大，主要表現在容易發生嚴重析晶。

　　5。石英坩堝本身存在質量問題

　　石英坩堝在生產，清洗，包裝中受到沾污，拉晶時發生析晶現像(包括液位線以上的部分)，這樣石英坩堝原石英管有的厚度會減薄，強度也隨之下降，容易發生變形。石英坩堝原有厚度太薄，強度不夠，也易發生坩堝變形。

　　6。在放置石英坩堝和裝填硅料的過程中由於操作不當使石英坩堝受到沾污，也會造成石英坩堝發生變形。

　　石英坩堝變形對拉晶的影響

　　石英坩堝變形後，在拉晶過程中隨著堝位的上升，石英坩堝變形的凸出部分將碰撞到導流筒，影響或無法繼續正常的拉晶。溶料中發生鼓包且鼓包較大時，在拉晶過程中隨著液位的下降，鼓包會漸漸露出液面，這時石英舟已經拉出的晶棒會碰擦鼓包，如不及時停爐會發生晶棒跌落的嚴重事故。

石英管、鹵素管、寶塔盤紅外線取暖器哪種好？

　　鹵素管是石英管內放入鎢絲的真空加熱管，亮度對比亮。陶瓷石英管，僅僅一種耐高溫的玻璃管，鹵素管外表面的玻璃管就是石英管。

　　石英加熱管：鹵素管(鹵素石英加熱管)/ 碳素管(碳素石英加熱管)。石英加石英熱管外表面的石英管有：通明石英管(通明色)，乳白石英管(乳白色不通明)，紅寶石石英管(酒赤色半通明)。

　　壽數：鹵素管正常是3000小時以上壽數，也有5000小時以上的。 碳素管正常是8000小時以上壽數，也有10000小時以上的。輻射：鹵素管烤時刻久了，肌膚發干。

　　石英管碳素管不會有這種現像，發光波段在人體肌膚習慣內。

　　發光/發熱：鹵素管發光很亮，能量一部份變換成光能，一部份變換成熱能開釋。

　　碳素管亮不太亮，主要是把能量絕大部石英舟份變換能熱能宣布。

　　所以，平等功率巨細的碳素管，發熱比鹵素管要好的更多。

石英管概述

　　石英遠紅外電熱管是采用了經特殊工藝加工的乳白石英玻璃管、石英舟配用高品質電阻絲與新型支撐架作為發熱子，由於乳白石英玻璃可以吸收來自電熱絲輻射的幾乎全部的可見光和近紅外光、且能使之轉化為遠紅外輻射。

　　產品特點：

　　石英加熱管不用塗料，輻射率穩定、高溫不變形、無有害輻射、無環境污染、耐高溫、抗蝕能力極高，化學穩定性好、熱慣性小、熱響應陶瓷速度快、熱轉換效率高。新型支撐架采石英用高品質材料，堅固耐用，壽命比普通石英管加熱圈長一倍以上！

　　產品用途：

　　它可廣泛地應用於機電、化學、電子紡織、印染、塑料、印刷、糧食、食品加工、醫學衛生、皮革等加熱干燥，固化脫水及各類烘道、烘房、烘箱的加熱設備上。遠紅外石英電熱加熱圈特別適用於塑料造粒行業，溫度高產量大，能長時間保持同一溫度不下降。

　　技術參數：

　　額定電壓：380V、220V、110V、(根據用戶需要確定) 元件長度：10-40cm(根據石英管用戶需要制作)

　　元件匹配：200-5000W

　　元件內徑：Φ10-30cm(根據用戶需要制作)

　　熱響應速度：1分鐘

　　表面溫度：低溫度為380~460℃ 中溫度為500~580℃ ，可根據用戶要求提高至700~900℃，或降低到100~300℃

　　光譜範圍：2。5-6微米(有較高輻射強度)光譜發射系數：0。92(波 長為4m)

石英管原料的主要類型

　　在陶瓷學中，將SiO2的天然礦物原料稱為石英原料。其石英管主要類型有：脈石英、石英砂、石英砂岩、石英岩(硅石)、石英質礫石及硅藻土等。制造硅質耐火材料用的硅石只有石英原料的一個類型。

　　1。脈石英

　　脈 石英(Vein quartz)顏色潔白、致密塊狀的石英，半透明，貝殼狀斷口，油脂光澤，因呈脈狀產出，故稱脈石英，屬於結晶硅石的一種。它是岩漿期後從岩漿中分異出來 的二氧化硅熱溶液，充填在早期形成的岩石裂隙中冷凝而成，SiO2的含量可達97%～99%之間。它是生產日用陶瓷的優質原料，但由於它呈致密塊狀，加熱 時體積膨脹劇烈，通常需要預先煆燒、加工碾碎後使用。脈石英也是制造高硅質，高密度硅磚的原料。我國廣西、山東、北部等地出產脈石英。

　　2。石英砂

　　石 英砂(Silica sand)又稱硅砂，是由粒徑0。1～2mm的石英組成的砂粒，通常由暴露在地表的石英質母岩，如花崗岩、偉晶岩，片麻岩經風化、破碎而形成。它在第四紀 沉積物以及現代河流、湖泊、海灘中廣泛分布。天然石英砂有海岸砂及山砂。石英砂中常含雜質，一般應予選礦處理。其品位根據其中的Fe2O3、Al2O3、 CrO3、TiO2的含量及其粒度組成而定。由硅石和石英砂岩粉碎加工亦可制得石英砂、它們均是玻璃工業的主要原料。

　　3。石英砂岩

　　石 英砂岩(Silicarenite)是一種固結的砂質岩石，由砂質硅結物硅結石英砂粒而成。砂粒中石英的含量在99%以上；硅質膠結物為蛋白石及玉髓，他 們可以圍繞石英陶瓷砂粒發育成次生加大膠結物，形成沉積石英岩。根據顆粒大小分為粗粒砂岩、中粒砂岩與細粒砂岩；按膠結物的不同分為：鈣質砂岩、硅質砂岩、長 石質砂岩等。石英砂岩隨膠結物的不同而呈白、黃、紅色等。有時因為風化影響而使結構松弛，成為軟砂岩。質地純淨者，SiO2含量可達97%石英以上。在陶瓷工 業中，石英砂岩主要用做瘠化料，以降低坯體的可塑性，減少制品的干燥收縮與變形；含硅高、含鐵低的砂岩，一般可用語玻璃工業；水泥工業中多用做硅質校正原 料，用於調整熟料的硅酸率。我國華北震旦系地層，華南泥盆系地層中石英砂岩和沉積石英岩分布很廣。

　　4。石英岩

　　石英岩 (Quartzite)亦稱硅石，是由石英砂岩受動力變質作用而生成的變質岩，主要由石英的顆粒集合體所構成。由於在變質過程中石英顆粒發生重結晶、擠呀 等現像，因而岩石的硬度和強度都較石英砂岩大，端面致密，在顯微鏡下，石英顆粒之間呈鋸齒狀接觸。根據變質程度，分為砂岩質石英岩，再結晶石英岩(結晶硅 石)和膠結石英岩(膠結硅石)。石英岩廣泛用作玻璃、水泥、陶瓷工業中的原料。在耐火材料工業中常用於制造高硅質、高密度硅磚。我國遼寧石門、河南鐵門、 山東王村、湖南湘鄉等地出產結晶硅石；山西五台則出產硅結硅石。

　　5。石英質砂石

　　石英岩砂石(Quartz gravel)外形如鵝蛋，故俗稱“鵝卵石”，通常呈白色、灰色，亦有黑色者。色白者由石英舟石英岩、石英砂岩或脈石英經風化、破碎、磨圓而形成。色黑者多有燧 石組成(燧石是一種硅質化學沉積岩，常呈層狀、結核狀產於石灰岩中)。質地堅硬，硬度為7。陶瓷與耐火材料工業中常用於球磨機的磨球。質地純淨的亦可作為 陶瓷坯、釉的原料。鵝卵石產於多山的海濱及山區河灘中，如大連、青島海灘；在第四紀沉積層中也有廣泛分布，如南京附近的雨花台砂石層。

　　6。硅藻土

　　硅 藻土(Diatomaceous earth)是由海水或淡水中的微生物——硅藻類的遺體骨骼(硅殼)堆積而成，本質上是含水的非晶質而氧化硅。硅藻土中硅藻的含量可打達 70%～190%，SiO2含量一般在70%以上，呈多空狀結構，故亦有人稱之為細胞狀硅石。比重2。1～2。2，硬度小，常含有粘土、火山灰、有機物等 雜質而呈白、黃、粉紅，甚至褐、黑等色，以白色者為優。其特點是吸附能力強，是良好的吸附劑以過濾材料，亦為絕熱、隔音的優良材料，用於制造多孔陶瓷於輕 質隔熱磚。硅藻土多產於第三紀和第四紀的湖相、海相沉積地層中。

石英玻璃高新技術領域的“潛力股”

　　石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)單一石英組分構成的特種工業技術玻璃。由於其具有耐溫、耐酸(氫氟酸和熱磷酸除外)、低膨脹和極佳的光譜透過性等特殊的理化 性能，現已成為現代科學技術的重要材料，廣泛應用於半導體工業、光通訊、電光源等高新技術領域，尤其是半導體技術領域中，石英玻璃是不可缺少的輔助材料。

　　由於石英玻璃具有一系列優異的綜合性能使其他材料難以替代，尤其在微電子、信息、激光、航空航天、國防軍工以及新型電光源等高科技領域被更廣泛地應用， 是國家戰略性產業和支柱性產業發展中不可替代的高純基礎材料。據不完全統計，世界石英玻璃行業每銷售1億美元產品，就能使相關產業實現近萬億美元的收入， 由此促進高新技術，特別是微電子工業的迅速發展，從而又進一步拉動了石英玻璃市場需求量的增長，現其年平均增長率已超過30%，遠遠高陶瓷於一般工業產品的增 長速度。

　　進口形勢待扭轉

　　國石英行業從上世紀60年代開始起步，70年代逐漸發展形成較為完整的產業，到上世紀80年代後期，石英玻璃行業才得以迅速發展，技術根源日趨成熟，機械 裝備得到充分改進和完善，石英玻璃行業的發展出現新的局面。國內石英企業生產規模都較小，幾十家企業當中年產值過億元的只有兩家，產值千萬元以上的不超出 10家。產品檔次低，遠遠跟不上我國信息、微電子等高新技術產業快速發展的需求。

　　發達國家均將石英玻璃作為新材料的重要組成部分，放在優先發 展的地位並加以支持。我國也將石英玻璃列入了國家高新技術產業這次的重點支持對像。石英玻璃產業有了長足發展，微電子、信息、國防等支柱產業和戰略性產業 所需大量石英玻璃，目前國內產品的性能還遠不能滿足要求，大部分依靠進口供應。

　　在微電子工業用超純石英玻璃制品領域，德國勞氏已可生產 40英寸超大直徑的石英坩堝產品，純度(13種雜質元素的總含量)可達2ppm，生產的大規格石英管直徑可達500mm以上，純度在10ppm以下，基本 無波紋。在光纖用光波導級石英包層管領域，美國和德國生產的純度較高，二氧化硅含量大於五石英管個9，OH含量≦1ppm。而在航天技術用宇航級光學石英玻璃、 激光技術用超純合成石英玻石英舟璃領域，國外可做到直徑750mm以上，雜質含量≦01ppm，滿足光學級三個一類要求。

石英石產品備受青睞 發展趨勢有所突破

全世界專業生產石英石的廠家只有16家，陶瓷有20條賽麗石生產線，產品占歐洲市場的90%，占美洲市場70%，但是還遠遠滿足不了市場的需求。韓國生產石英石的廠家每年出口歐美市場就達1。3億美元。

　　國外石英石應用已經非常廣泛，主要有廚房台面、衛生間台面、吧台、地面以及外牆面等。國際上較成熟的市場有澳大利亞、歐美等國家和地區。其中澳大利亞一年石英石消費量占全球約1/3，其次是美國和加拿大。中東石英地區和東南亞等地區石英石市場增長顯著。國外石英石應用範圍在不斷石英管發生變化，櫥櫃行業中石英石正成為新的替代產品，地面石裝飾的比例也大幅增長。

　　目前這石英石行業的發展趨勢是：工藝品的品種多樣化，從傳統的家庭擺設類、聖誕禮物類向花園盆景、人物雕塑、水晶、仿玉、砂岩等制品轉變；從單純外銷轉為國內外齊發展。人造石英石將成為一個新的發展亮點，國內一些以前做瓷磚、微晶石、天然石材的廠家已開始進入人造石行業。有的企業開發了低粘度、高強度人造石材樹脂，並在樹脂、填料、助劑及成型工藝幾個方面設計了技術應用石英舟“軟件包”。