石英中主要的雜質元素有Al、Fe、Ca、Mg、Li、Na、K、Ti、B、H，雜質元素對高純石英產(chǎn)品的質量影響很大，堿金屬、過渡金屬、Al及P等元素含量是高純石英原料的關鍵指標。雜質元素的含量要求根據(jù)制備的石英玻璃用途不同而不同，但總的趨勢是越低越好。
（1）堿金屬元素Li、K、Na
降低石英玻璃的使用溫度和機械強度，在高溫下對石英玻璃的析晶起催化作用，導致石英玻璃出現(xiàn)失透、高溫變形等現(xiàn)象。降低堿金屬元素的含量有利于提高高純石英坩堝的軟化點，增強石英坩堝的抗變形性，提高單晶的成品率。
IOTA標準砂要求堿金屬元素總和2.4×10-6，用于工藝管、硅片處理、石英塊、提單晶硅用的半導體坩堝所需高純石英要求其總和＜1.4×10-6，CZ型坩堝要求其總和＜0.5×10-6，而用于12英寸或更大尺寸硅片所需超高純石英砂要求其總和＜0.08×10-6。
（2）過渡金屬元素Cr、Cu、Fe
使石英玻璃產(chǎn)生色斑或引起石英玻璃的高溫變色，影響光透過率，降低儀器的可靠性和穩(wěn)定性能，在光纖應用中，會引起微觀不均勻、增加光纖損耗，甚至導致信號失真，但在半導體應用中，產(chǎn)品中微小含量的過渡金屬元素可以促進結晶生長。
（3）Al和P
進入石英晶格，會產(chǎn)生較強的化學鍵，影響石英制品的導電性，同時，增強了石英玻璃的析晶作用，降低了使用壽命。少量的Al不會影響到高純石英產(chǎn)品的質量，IOTA標準砂要求Al元素含量(12~18)×10-6，但光導纖維中微量的Al便會降低石英玻璃的光傳導。P元素的存在會嚴重影響單晶硅的拉制，故高純石英坩堝對P要求高，要求P元素含量＜0.04×10-6。
資料來源：《張海啟,馬亞夢,譚秀民,等.高純石英中雜質特征及深度化學提純技術研究進展[J].礦產(chǎn)保護與利用:2022》，由【粉體技術網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！
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