雜質(zhì)會(huì)對(duì)石英透鏡產(chǎn)生哪些影響？
更新時(shí)間：2022-02-14
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石英透鏡的綜合性能高，具有良好的光學(xué)性能，但微量的雜質(zhì)就能大大減低其性能。因此，控制透鏡中雜質(zhì)的含量，提高其純度有利于提高性能。而石英透鏡的純度直接取決于原料-高純石英砂的純度，同時(shí)根據(jù)加工的條件、方法不同也會(huì)引入部分雜質(zhì)。
1.堿（堿土）金屬元素
石英透鏡里面的堿（堿土）金屬元素，能降低機(jī)械強(qiáng)度、熱學(xué)性能和光學(xué)性能。特別是在高溫（＞1000）應(yīng)用中，堿（堿土）金屬雜質(zhì)能起到助熔作用，形成結(jié)晶核心，使石英出現(xiàn)析晶失透、變形等不良現(xiàn)象。
2.Al、B元素
微量Al的滲入即能降低石英透鏡高溫黏度，也能增強(qiáng)玻璃析晶作用，降低應(yīng)用性能。因此應(yīng)控制Al含量，一般要求Al含量需低于20ppmw，半導(dǎo)體和石英坩堝中更是要求低于10ppmw；多晶硅拉制單晶硅時(shí)，B元素超標(biāo)對(duì)單晶硅的電阻起到巨大的影響。
3.過(guò)渡金屬元素
過(guò)渡金屬元素Fe、Ni、Mn、Zn等取代Si，容易使石英透鏡產(chǎn)生色斑，光透率降低，還會(huì)破壞玻璃的絕緣性，對(duì)電器設(shè)備的穩(wěn)定性造成較大影響。
4.羥基
在石英透鏡熔煉過(guò)程中，水與SiO2反應(yīng)，生成羥基（-OH），羥基含量的多少與熔煉氣氛密切相關(guān)。通常情況下，氫氧焰氣煉石英透鏡羥基含量較大（150-400ppmw），而真空電熔石英透鏡羥基僅為1-10ppmw。
羥基和堿金屬一樣能降低黏度，從而降低耐溫性；影響熱膨脹系數(shù)，降低熱震性；羥基會(huì)吸收紅外線，減少紅外線透過(guò)率；它的存在，還會(huì)增大石英的析晶率，從而，制品的高溫使用壽命降低。
5.氣液包裹體
石英礦普遍存在的氣液包裹體是形成氣泡的主要因素，氣泡能劣化石英透鏡光學(xué)性能和力學(xué)強(qiáng)度。
