中國粉體網(wǎng)訊 石英中主要的雜質元素有Al、Fe,、Ca,、Mg、Li,、Na,、K、Ti,、B和H等,，根據(jù)雜質的不同賦存狀態(tài)可將其分為三類：脈石礦物雜質、包裹體雜質和類質同象雜質,。
來源：賀利氏科納米
石英玻璃是國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)和支柱型產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不可代替的高純基礎材料，其核心原料是高純石英砂,，判斷石英原料純度高低的指標是原料中堿金屬（Li,、Na、K）,、過渡金屬元素（Fe,、Cr、Mn,、Ni,、Cu）以及Al、B和Ti等金屬元素含量的多少,。如果原料的純度不夠,，則生產(chǎn)出來的石英玻璃會產(chǎn)生各種問題，如氣泡氣線,、雜質,、羥基含量高、析晶嚴重,，以至于其各種性能都不能達標,。
堿金屬元素Li,、Na、K
Li,、Na,、K等堿金屬元素會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,，導致其在高溫應用中出現(xiàn)失透,、變形等現(xiàn)象；其次,，堿金屬會影響石英玻璃的熱學特性和光學特性,，降低電光源、半導體等的使用壽命,。除此之外,，堿金屬還能增大石英玻璃的介電系數(shù)和介電損耗，影響石英玻璃的介電性能和機械強度,。
在石英坩堝中,，堿金屬雜質會影響石英坩堝的熱學特性，降低石英制品的耐溫性,，使其熔點降低,，高溫性能變差，還會導致石英坩堝在高溫下析晶,，影響產(chǎn)品使用壽命,；雜質含量高還會產(chǎn)生氣泡和色斑等缺陷，降低石英坩堝的透明度,，嚴重時還會影響坩堝成型或者造成石英坩堝坍塌,，使拉晶無法正常進行。而降低堿金屬元素的含量則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。
過渡金屬元素Fe,、Cr,、Mn、Ni,、Cu
過渡金屬元素Fe,、Cr、Mn,、Ni,、Cu等都有多種氧化態(tài)，常呈一定的顏色，對石英玻璃質量影響特別嚴重,。比如微量過渡金屬元素會降低石英玻璃的導電性,，對儀器的可靠性和預見性起負面作用，還會使其產(chǎn)生色斑或高溫變色,，影響透光性能,。在光纖應用中，則會引起微觀不均勻,、增加光纖損耗,，甚至導致信號失真。
Al,、P,、Ti
石英中Al、B和Ti含量與礦床地質有直接關系,，Al,、B和Ti進入石英晶格中產(chǎn)生較強的化學鍵，是石英中最難脫除的雜質元素,。Al,、P和Ti元素含量過高會嚴重影響石英玻璃的析晶行為，導致石英玻璃硬而脆,，強度降低,。例如：在拉制單晶硅時，1×10−6的B會改變單晶硅的目標電阻率性能,，P元素的存在會嚴重影響單晶硅的拉制,。少量的Al不會影響到高純石英產(chǎn)品的質量，但是在光導纖維中,，微量的Al就會降低石英玻璃的光傳導等,。
參考來源：
譚琦等.熔融石英玻璃制備工藝研究進展
張海啟等.高純石英中雜質特征及深度化學提純技術研究進展
武志超等.高純石英應用及化學提純技術研究進展
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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