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一、物理特質(zhì)

1. 微觀結(jié)構(gòu)與外觀

• 結(jié)構(gòu)特性：完全非晶態(tài)（無定形）結(jié)構(gòu),，原子排列無序,，無固定熔點（僅存在軟化溫度區(qū)間），避免了結(jié)晶態(tài)石英的各向異性問題,。

• 外觀：透明或半透明顆粒 / 粉末,，純凈度極高時呈無色透明狀，雜質(zhì)（總含量≤10ppm）可能導(dǎo)致輕微色澤偏差（如極微量 Fe2?可使晶體泛黃）,。

2. 密度與硬度

• 密度：約 2.20 g/cm3,，低于結(jié)晶態(tài)石英（2.65 g/cm3）,，因非晶態(tài)結(jié)構(gòu)堆積更松散。

• 莫氏硬度：6.5-7 級,，略低于結(jié)晶態(tài)石英,，仍屬于高硬度材料，耐磨性能適用于研磨,、拋光等場景,。

3. 熱學(xué)特性

• 軟化溫度：約 1500℃開始軟化，無固定熔點（熔融態(tài)冷卻后仍為非晶態(tài)）,，高溫下不易析晶,，適合長時間高溫環(huán)境。

• 熱膨脹系數(shù)：極低,，常溫下約為 0.5×10??/℃（20-100℃）,，接近零膨脹,，是結(jié)晶態(tài)石英的 1/10 以下,，抗熱震性優(yōu)異（可承受 1000℃急冷急熱不破裂）。

• 導(dǎo)熱性：熱導(dǎo)率約 1.38 W/(m?K)（常溫）,，與結(jié)晶態(tài)石英接近,，屬于低熱導(dǎo)材料。

4. 光學(xué)特性

• 透光率：在紫外 - 可見光 - 紅外波段（185-2500nm）透光率極高,，尤其在紫外區(qū)（如 185nm）透光率 > 90%,，優(yōu)于大多數(shù)玻璃材料。

• 折射率：約 1.458（589nm 波長）,，折射率均勻性**,，色散極低（阿貝數(shù) > 100），適合精密光學(xué)透鏡,、棱鏡等元件,。

5. 粒度與表面特性

• 粒度可控性：可通過破碎、研磨工藝制成亞微米級至毫米級顆粒,，顆粒形狀多為不規(guī)則狀或近球形,，表面光滑無棱角（熔融冷卻過程自然形成）。

• 比表面積：微米級顆粒比表面積通常為 0.1-1.0 m2/g,，低于結(jié)晶態(tài)石英砂（因非晶態(tài)結(jié)構(gòu)更致密）,，吸附性較弱。

二,、化學(xué)特質(zhì)

1. 高化學(xué)惰性與耐腐蝕性

• 酸堿性：化學(xué)中性,，不溶于水及絕大多數(shù)酸（氫氟酸除外），僅與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：\(\text{SiO}_2 + 4\text{HF} \rightarrow \text{SiF}_4\uparrow + 2\text{H}_2\text{O}\)反應(yīng)速率略低于結(jié)晶態(tài)石英（因非晶態(tài)結(jié)構(gòu)更均勻）。

• 耐腐蝕性：對強酸（如硫酸,、硝酸）,、強堿（如 NaOH 溶液）和有機溶劑（如乙醇、甲苯）幾乎無反應(yīng),，可承受高溫強堿熔融（如 NaOH 熔融需 > 600℃才緩慢反應(yīng)）,。

2. 純度與雜質(zhì)影響

• 雜質(zhì)含量：金屬離子（Fe、Al,、Na 等）含量通常 < 1ppm,，非金屬雜質(zhì)（Cl、B）<0.1ppm,，極低的雜質(zhì)含量使其在高溫下不易形成導(dǎo)電通路,，適合電子級應(yīng)用。

• 化學(xué)穩(wěn)定性：非晶態(tài)結(jié)構(gòu)消除了結(jié)晶界面,，減少了雜質(zhì)擴散路徑,，因此在高溫氧化、還原氣氛中更穩(wěn)定（如與 H?,、CO 等氣體在 1000℃以下不反應(yīng)）,。

3. 電學(xué)特性

• 介電常數(shù)：約 3.78（1MHz），介電損耗 < 5×10??,，優(yōu)于普通玻璃和結(jié)晶態(tài)石英,，是高頻電路、雷達罩等絕緣材料的理想選擇,。

• 絕緣電阻：體積電阻率 > 1×101? Ω?cm,，高溫下（如 300℃）仍保持 > 1×1013 Ω?cm，適用于高壓絕緣場景,。

三,、與結(jié)晶態(tài)石英砂的對比

四、典型應(yīng)用與核心優(yōu)勢

1. 半導(dǎo)體與電子工業(yè)

• 應(yīng)用：晶圓載具（如石英舟）,、擴散管,、MEMS 器件封裝材料。

• 優(yōu)勢：低熱膨脹系數(shù)避免熱匹配失效,，高絕緣性防止漏電,，化學(xué)惰性避免污染芯片。

2. 光學(xué)與激光領(lǐng)域

• 應(yīng)用：紫外光學(xué)透鏡,、激光腔體元件,、光纖預(yù)制棒芯層材料。

• 優(yōu)勢：紫外高透光率（185nm 波段）、低色散特性滿足精密光學(xué)需求,。

3. 高溫與特種材料

• 應(yīng)用：航空航天用高溫窗材料,、熔融金屬輸送管道內(nèi)襯、陶瓷型芯,。

• 優(yōu)勢：抗熱震性強（如航天飛機隔熱窗）,，高溫下不與熔融金屬（如鋁、銅）反應(yīng),。

4. 精密制造與研磨

• 應(yīng)用：光學(xué)玻璃拋光磨料,、半導(dǎo)體晶圓研磨液。

• 優(yōu)勢：硬度高且顆粒形狀可控,，避免劃傷工件表面,。