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化學(xué)特性
石英玻璃屬酸性材料，除氫氟酸和熱磷酸外，對其它任何酸均表現(xiàn)為惰性，是耐酸材料。在常溫下堿和鹽對石英玻璃的腐蝕程度也是極微的，因此不排除在這些試劑中使用石英玻璃。
透明石英玻璃比不透明石英玻璃具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性，這是因為后者由于氣泡的存在暴露在腐蝕液中的表面積增加所致。
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各種溶液侵蝕石英玻璃的重量損耗 |
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| 溶液名稱 |
濃 度 （比重） |
（℃） |
浸蝕時間 （小時） |
重量損耗 （g/㎡） |
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| 鹽酸 | 1.19 | 60 | 24 | 0.031 | 0.16 |
| 硝酸 | 1.40 | 115 | 24 | 0.11 | 0.15 |
| 硫酸 | 1.84 | 205 | 24 | 0.06 | 0.13 |
| 氫氟酸 | 38% |
室溫 （22℃） |
2 | 259.39 | 379.80 |
| 磷酸 | -- | 200 | 15 | 微量 | -- |
| -- | 300 | 15 | 58.00 | -- | |
| 氫氧化鈉 | 1% | 101 | 2 | 0.80 | 5.15 |
| 氫氧化鈉 | 1% | 98< | 2 | 0.68 | 4.63 |
| 氫氧化銨 | 25% | 65 | 2 | 0.09 | 0.33 |
| 氯化鈉 | 10% | 102 | 2 | 0.14 | 0.34 |
| 碳酸鈉 | 10% | 102 | 2 | 1.20 | 4.99 |
電氣性能
石英玻璃具有很高的介電強度和極低的導(dǎo)電率，即是在高溫、高壓和高頻下，仍能保持很高的介電強度和電阻，在所應(yīng)用的頻帶內(nèi)幾乎沒有介電損耗，因此石英玻璃是優(yōu)良的高溫介電絕緣材料。
| 石英玻璃的電性能 | ||||
| 性能名稱 |
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種類 | 透明石英玻璃 | 不透明石英玻璃 |
| 擊穿電壓 (1000 volts / mm ) | 溫室 >30 | 溫室 >16 | ||
| 500℃ 11 | 7.6 | |||
| 介電常數(shù) (10^6) | ε=3.7 | ε=3.5 | ||
| 介電損耗 TG (50cycles / second ) | 0.0003 | 0.001 | ||
| 電阻 ( ohm cm ) | 20℃ 10^-18 | 10^-16 | ||
光學(xué)性能
石英玻璃的光學(xué)性能有其獨到之處，它既可以透過遠紫外光譜，是所有透紫外材料，又可透過可見光和近紅外光譜。用戶可以根據(jù)需要，從185-3500mμ波段范圍內(nèi)任意選擇所需品種。由于石英玻璃耐高溫，熱膨脹系數(shù)極小，化學(xué)熱穩(wěn)定性好，氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學(xué)玻璃媲美，所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩(wěn)定度光學(xué)系統(tǒng)的必不可少的光學(xué)材料。
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光學(xué)石英玻璃折射率 |
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波長 ( nm ) |
粉料熔制石英玻璃 |
合成法熔制石英玻璃 |
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185.41 193.53 202.54 206.20 213.85 214.45 226.50 232.94 237.83 248.20 250.20 257.62 265.36 274.87 280.35 289.36 298.06 307.59 313.17 328.36 334.15 340.36 346.69 361.17 365.48 398.84 404.65 435.83 486.13 546.07 587.56 656.27 |
1.57464 1.56071 1.54729 1.54269 -- 1.53385 1.52318 1.51834 -- -- 1.50762 1.50397 -- 1.49634 -- -- 1.48859 -- -- 1.48183 -- 1.47877 1.47766 1.47513 -- 1.47028 -- 1.46679 1.46324 1.46021 1.45857 1.45646 |
-- -- 1.54717 1.54266 1.53434 -- 1.52299 -- 1.51473 1.50841 -- 1.50351 1.49994 -- 1.49403 1.49098 1.48837 1.48575 1.48433 -- 1.47976 1.47860 1.47748 1.47503 1.47448 -- 1.46961 1.46669 1.46314 1.46007 1.45847 1.45637 |
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注意: 測量誤差：±3×10^-5 |
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石英玻璃的結(jié)構(gòu)，雜質(zhì)含量，OH基因及NO、CO等含量是影響光譜透過率的主要因素，氧原子結(jié)合不良在0.24μ處則有吸收峰，含有OH基團的石英玻璃，在2.7μ處由于分子振動將產(chǎn)生明顯的吸收峰，紫外透過率低主要是由于金屬雜質(zhì)多造成原子吸收光譜所致。
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光學(xué)石英玻璃折射率 |
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波長 ( um ) |
折射率 |
波長 ( microns ) |
折射率 |
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0.67 0.68 0.69 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 |
1.456066 1.455818 1.455579 1.455347 1.453371 1.451808 1.450473 1.440261 1.448110 1.435111 1.433462 1.431730 1.429911 1.428001 1.425995 1.423891 |
1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.90 3.00 3.10 3.20 3.30 3.40 3.50 |
1.446980 1.445845 1.444687 1.443492 1.442250 1.440954 1.439957 1.438174 1.436680 1.421684 1.41937 1.41694 1.41440 1.41173 1.40893 1.40601 |
石英玻璃的光譜特性曲線
電熔石英玻璃是很好的透紅外材料，但由于雜質(zhì)的存在，紫外透過率低。氫氧焰熔制水晶所獲得的石英玻璃，由于氧結(jié)構(gòu)缺陷，在0.24μ處有吸收峰，同時含有OH基團，所以紅外透過極低。用合成原料氣煉的高純光學(xué)石英玻璃是透紫外材料，但在2.7μ處有嚴重的OH吸收峰。只有用合成原料通過電熔或無氫火焰熔融而成的光學(xué)石英玻璃，才能很好地透過從遠紫外到近紅外的連續(xù)光譜。
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石英玻璃的光學(xué)常數(shù) |
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項目/指標/品種 |
水晶熔制 石英玻璃 |
合成 石英玻璃 |
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Nd(He587.56mμ) Nf(H486.13mμ) Nc(H656.27mμ) |
1.45857 1.46324 1.45646 |
1.4587 1.46314 1.45637 |
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色散系數(shù) V=(Nd-1)/(Nf-Nc) 中部色散: Nf-Nc |
67.6 0.00678 |
67.7 0.00677 |
