 與普通玻璃相比，石英玻璃具有耐溫性高，熱膨脹系數(shù)低，電絕緣性優(yōu)良，化學(xué)性和超聲延遲性能穩(wěn)定等特點，因此它是近代尖端技術(shù)的首選優(yōu)良材料之一，例如：空間技術(shù)、原子能工業(yè)、國防裝備、自動化系統(tǒng)，以及半導(dǎo)體、冶金、化工、電光源等等。
一、石英玻璃性能簡介
石英玻璃是用天然結(jié)晶石英(水晶或純的硅石)，或合成硅烷經(jīng)高溫熔制而成的，是由二氧化硅(SiO2)單一組分構(gòu)成的特種工業(yè)技術(shù)玻璃。由于其具有耐溫、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(xiàn)已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要材料，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、光通訊、電光源等高新技術(shù)領(lǐng)域，尤其是半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中，石英玻璃是不可缺少的輔助材料。
此外，熔融后的石英玻璃具有極好的加工性能，在極高的粘度范圍內(nèi)，可以用管和棒進行有如普通玻璃細工一樣的熱加工，還可以用金剛石或碳化硅制成的磨具進行高速機械加工，從而制成各種復(fù)雜形狀的儀器和特種制品。石英玻璃的性能主要取決于它的純度，其次是工藝過程或熱工制度。微量雜質(zhì)的存在將給石英玻璃的使用性能帶來重大的影響，工藝過程或熱工制度如果稍有疏忽，將給外觀質(zhì)量帶來多種多樣的缺陷，從而產(chǎn)生大量的廢次產(chǎn)品。
二、石英玻璃的相關(guān)科研成果
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，一些玻璃新品種、新技術(shù)已經(jīng)形成和正在進行產(chǎn)業(yè)化，資源再生利用、節(jié)約能源、保護環(huán)境方面的產(chǎn)品日新月異，我國已開始對低溫噴涂玻璃、無鉛封接玻璃、防微波輻射玻璃、電磁屏蔽玻璃等產(chǎn)品進行科研研究和應(yīng)用推廣，計劃根據(jù)進展情況，盡快將成熟的產(chǎn)品納入使用標準。新產(chǎn)品的納標，將優(yōu)化我國工業(yè)玻璃與特種玻璃品種結(jié)構(gòu)。
石英玻璃器件有三大類：第一類是石英玻璃儀器，有分餾提純塔、純水蒸餾塔、半導(dǎo)體工業(yè)用擴散管、試劑提純設(shè)備、蒸發(fā)器等;第二類是石英玻璃器皿容器，品種和規(guī)格有幾百種，用途很廣，從化驗室到半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)都要大量使用；第三類是石英玻璃型材，有板、片、法蘭、棒、棍、桿等，主要用于大型芯片加工的單片機石英材料、光刻基片、光電顯示器板、光纖拉絲用支撐桿等。石英玻璃器件產(chǎn)品占石英玻璃工業(yè)總產(chǎn)值的1/3以上。
近年來石英玻璃行業(yè)在生產(chǎn)工藝技術(shù)裝備，質(zhì)量都有極大的提高。在石英玻璃器件加工方面有突出進步，在發(fā)展太陽能電池用石英器件方面有突破性進展，受到國內(nèi)生產(chǎn)太陽能電池的大型企業(yè)、公司等先進企業(yè)確認，生產(chǎn)的石英器件完全滿足要求，產(chǎn)品質(zhì)量已達到國際先進水平。從相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看，我國石英玻璃仍將保持年平均15%～20%的增長速度。信息產(chǎn)業(yè)用石英玻璃的增長速度仍大于電光源用石英玻璃。
三、石英玻璃的市場動向
由于石英玻璃具有一系列優(yōu)異的綜合性能，并且是其他材料難以替代的，所以在微電子、信息、激光、航空航天、國防軍工以及新型電光源等高科技領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用，是國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)和支柱性產(chǎn)業(yè)發(fā)展中最佳的高純基礎(chǔ)材料。石英玻璃在高端產(chǎn)業(yè)的大量需求，也拉動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界石英玻璃行業(yè)每銷售1億美元產(chǎn)品，就能使相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)近萬億美元的收入，石英玻璃的發(fā)展促進了高新技術(shù)，特別是微電子工業(yè)的迅速發(fā)展，這些行業(yè)的發(fā)展又反過來進一步拉動了石英玻璃市場需求量的增長，現(xiàn)其年平均增長率已超過30%，遠遠高于一般工業(yè)產(chǎn)品的增長速度。近些年來，由于我國不斷加大對電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度，大大促進了石英玻璃市場需求量的迅速增長。
在微電子領(lǐng)域，對消耗性的關(guān)鍵材料石英玻璃擴散管、坩堝、儀器器皿等石英制品的需求正與日俱增。4英寸～8英寸電路用石英擴散管的需求量在“十一五”時期達到了2萬支/年;8英寸～12英寸也大幅度增加。石英坩堝按生產(chǎn)硅單晶的級別分為電子級和太陽能級。2004年硅單晶產(chǎn)量為1725噸，太陽能電池硅單晶約占58%，市場年增長率為27.5%，坩堝的年產(chǎn)量已超過10萬只，市場占有率不斷提高。國內(nèi)光纖市場以每年12%速度遞增。2004年沉積管和套管的需求量為300噸，國內(nèi)僅能生產(chǎn)20噸。我國電光源石英玻璃生產(chǎn)企業(yè)已有40多家，擁有連熔爐近100多臺，“十一五”期間的市場平均增長率在20%左右，石英管的總產(chǎn)量約53500噸。
我國石英行業(yè)從上世紀60年代開始起步，70年代逐漸發(fā)展形成較為完整的產(chǎn)業(yè)，到上世紀80年代后期，石英玻璃行業(yè)才得以迅速發(fā)展，技術(shù)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(yè)的發(fā)展出現(xiàn)新的局面。但是目前國內(nèi)石英企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模都較小，幾十家企業(yè)當(dāng)中年產(chǎn)值過億元的只有兩家，產(chǎn)值千萬元以上的不超出10家，遠遠跟不上我國信息、微電子等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求，大部分依靠進口供應(yīng)。。
發(fā)達國家均將石英玻璃作為新材料的重要組成部分，放在優(yōu)先發(fā)展的地位并加以支持。 在微電子工業(yè)用超純石英玻璃制品領(lǐng)域，德國勞氏公司已可生產(chǎn)40英寸超大直徑的石英坩堝產(chǎn)品，純度(13種雜質(zhì)元素的總含量)可達2ppm，生產(chǎn)的大規(guī)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(dǎo)級石英包層管領(lǐng)域，美國和德國生產(chǎn)的純度較高，二氧化硅含量大于五個9，OH含量≤1ppm。而在航天技術(shù)用宇航級光學(xué)石英玻璃、激光技術(shù)用超純合成石英玻璃領(lǐng)域，國外可做到直徑750mm以上，雜質(zhì)含量≤01ppm，滿足光學(xué)級三個一類要求。
石英玻璃市場已呈現(xiàn)出一派生機勃勃的氣象，石英玻璃行業(yè)必定是未來工業(yè)的一顆明星。
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