雜質(zhì)會對石英透鏡產(chǎn)生哪些影響?
石英透鏡的綜合性能高,,具有良好的光學(xué)性能,但微量的雜質(zhì)就能大大減低其性能,。因此,,控制透鏡中雜質(zhì)的含量,,提高其純度有利于提高性能。而石英透鏡的純度直接取決于原料-高純石英砂的純度,,同時根據(jù)加工的條件,、方法不同也會引入部分雜質(zhì)。
1.堿(堿土)金屬元素
石英透鏡里面的堿(堿土)金屬元素,,能降低機械強度,、熱學(xué)性能和光學(xué)性能。特別是在高溫(>1000)應(yīng)用中,,堿(堿土)金屬雜質(zhì)能起到助熔作用,,形成結(jié)晶核心,使石英出現(xiàn)析晶失透,、變形等不良現(xiàn)象,。
2.Al、B元素
微量Al的滲入即能降低石英透鏡高溫黏度,,也能增強玻璃析晶作用,,降低應(yīng)用性能。因此應(yīng)控制Al含量,,一般要求Al含量需低于20ppmw,,半導(dǎo)體和石英坩堝中更是要求低于10ppmw;多晶硅拉制單晶硅時,,B元素超標(biāo)對單晶硅的電阻起到巨大的影響,。
3.過渡金屬元素
過渡金屬元素Fe、Ni,、Mn,、Zn等取代Si,容易使石英透鏡產(chǎn)生色斑,,光透率降低,,還會破壞玻璃的絕緣性,對電器設(shè)備的穩(wěn)定性造成較大影響,。
4.羥基
在石英透鏡熔煉過程中,,水與SiO2反應(yīng),,生成羥基(-OH),,羥基含量的多少與熔煉氣氛密切相關(guān)。通常情況下,,氫氧焰氣煉石英透鏡羥基含量較大(150-400ppmw),,而真空電熔石英透鏡羥基僅為1-10ppmw。
羥基和堿金屬一樣能降低黏度,,從而降低耐溫性,;影響熱膨脹系數(shù),降低熱震性;羥基會吸收紅外線,,減少紅外線透過率,;它的存在,還會增大石英的析晶率,,從而,,制品的高溫使用壽命降低。
5.氣液包裹體
石英礦普遍存在的氣液包裹體是形成氣泡的主要因素,,氣泡能劣化石英透鏡光學(xué)性能和力學(xué)強度,。