合成石英玻璃炉膛内气流场模拟仿真国内外发展现状

在合成石英玻璃的生产过程中,炉膛的设计以及炉膛内气流场的合理分布和控制会影响合成石英玻璃的均匀性和温度分布,从而进一步影响合成石英玻璃的物理性能和化学成分均匀性,因此炉膛内气流场的稳定性对于提高合成石英玻璃的生产效率具有重要作用。本文介绍了合成石英玻璃的特性及相关应用,针对目前炉膛内气流场温度较高且无法进行测试等问题,结合国内外关于气流场模拟的研究现状,总结了目前气流模拟方法、仿真模型、数值计算技术等方面的研究进展。通过比较和分析多种模拟方法和模型,总结了计算流体力学(CFD)方法在合成石英玻璃制备中的应用前景。此外,文中还提出了多物理场耦合应用的发展方向,这为优化合成石英玻璃的制备流程和产品质量提供了参考。     

高纯合成石英玻璃

日本东芝陶瓷公司开发了一种紫外光透过率很高的高纯度合成石英玻璃。这种石英玻璃的杂质含量低,如钠和钾含量分别为0.05和0.01ppm,只有传统玻璃的1/2至1/10,高纯度是通过净化原料,在合成过程中避免杂质污染和优化合成条件获得的。     

从发明专利看石英玻璃合成工艺的研究与发展

本文综合了最近40多年来关于石英玻璃研究的发明专利60多篇,从发明专利角度综述了石英玻璃的研究和发展,介绍了石英玻璃制备工艺的发展,重点讲述高纯合成石英玻璃工艺的特点与发展现状.     

二次加热过程对合成石英玻璃光学性能的影响

众所周知,以高纯Sicl_4为原料,用化学气相沉积工艺(CVD工艺)生产的合成石英玻璃在远紫外波段的透过率达到85%以上,而且光学均匀性优良,是一种高级光学材料.但是,用CVD工艺生产的合成石英玻璃规格尺寸较小(直径一般小于150mm),要直接熔制高质量的大块合成石英玻璃有一定难度.实践证明,可以用槽沉方法来扩大合成石英玻璃规格尺寸,同时可以制造非圆形的     

中国建筑材料科学研究总院石英玻璃专业的创建与发展

石英玻璃以其特有的性能成为现代科技发展的重要基础材料。在特种电光源、半导体、光通信、激光、航天以及核技术领域都有广泛应用。例如,在半导体工业中从硅质原料合成提纯用石英塔、多晶、单晶硅生长用石英钟罩、石英坩埚以及集成电路制造用石英光掩膜基板、石英扩散炉管等整个工艺过程无一不用石英玻璃。在光通信技术中如果没有石英玻璃光导纤维就不可能有当今遍及全球的光纤网络和信息产业。     

石英玻璃原料流动性的研究及测试方法

石英玻璃原料在连熔法生产石英玻璃管的过程中，石英玻璃原料的流动性技术指标，直接影响到石英玻璃熔炉熔化过程中的下料、熔化、澄清、均化工艺的稳定性，也是石英玻璃原料在生产过程中的一项重要技术指标。为此，本文就石英玻璃原料的流动性测试方法进行研究与讨论。     

等离子体化学气相沉积法合成石英玻璃

用高频等离子体作为热源,采用化学气相沉积法合成了石英玻璃样品.实验分别使用02和空气作为等离子体电离气体和冷却保护气体,改变等离子体电离工作气体种类时,等离子体火焰长度和石英玻璃沉积温度变化较大,而灯具冷却保护气体的改变对等离子火焰长度和石英玻璃沉积温度的影响不大.当等离子体电离气体和灯具保护气体均为O2时,等离子体火焰长度为12cm,石英基体温度为1 300℃,当等离子体电离气体和灯具保护气体均为空气时,等离子体火焰长度可达24cm,石英基体温度升高到l 840℃,可确保气相沉积过程进行,合成的石英玻璃在波长190nm处光透过率达84%,羟基含量3.5×10-6,可达到全光谱透过的要求.     

4种石英玻璃的交流电学阻抗行为的比较

分析了4种不同工艺制备的石英玻璃在紫外区和红外区的光谱特征,测量了不同温度下石英玻璃的交流电学阻抗响应。结果表明,4种石英玻璃的体电阻和弛豫时间与温度的关系均符合Arrhenius方程,表明其电导具有热激活特征。同时,不同温度时复平面阻抗曲线及其介电模量频谱曲线,均反映这些石英玻璃各自呈现单一导电机制,但其激活能差别明显:电熔石英玻璃样品SG1和SG2的电导激活能分别为1.002和1.384 e V,合成石英玻璃样品SG3和SG4的电导激活能分别为1.458和0.520 e V。激活能的数值不仅与石英玻璃的导电类型相关,也与石英玻璃中金属杂质含量、氧缺陷浓度及羟基含量密切相关。     

石英玻璃中羟基的脱除与石英原料的识别选择

本文描述了石英玻璃管材料在高温脱羟过程中，羟基无法脱除的主要原因及石英原料的识别、选择与处理的关系，对石英玻璃材料中羟基的形成及脱除的影响。在东海产石英玻璃原料中，生产脱羟透明石英玻璃管材料的过程中，对于东海石英玻璃原料的识别、选择与技术处理是极为重要的。这是由于东海石英原料的特殊原因所致。在以往石英玻璃管材料生产与研究过程中，成功实现了用硅石对水晶原料进行了替代，扩大石英玻璃原料来源，突破石英玻璃材料生产因原料来源、价格等诸多制约因素所形成的发展瓶颈。本研究主要针对东海低羟基石英玻璃原料，阐述对东海石英原料的认识与理论观点，并与大家一起讨论。     

水流真空泵用于石英玻璃生产

用大功率电阻炉熔制石英玻璃,在生产中为防止石墨埚在高温下易被氧化及降低熔融石英玻璃中的气体率,保证其透明度,使产品质量符合使用要求,石英玻璃必须在高真空下生产。为此,目前国内,石英生产工艺中均采用H-8型柱塞泵。石英玻璃在高温熔化过程中产生许多复     

光导纤维用四氯化硅提纯

一、概述由于激光光导纤维通信的发展,需使用极高纯度的石英玻璃材料,以减少光的损耗。四氯化硅是合成石英玻璃的主要原料,它在等离子炬或其他高温条件下与氧作用,生成高纯二氧化硅,融熔成透明石英,再拉制成透光率极好的石英纤维,用作光导介质。当光通过这样细小的纤维丝时,纤维中     

石英玻璃与HF酸反应动力学的研究

为控制石英玻璃与HF酸的反应 ,实现石英玻璃精密元件的化学蚀刻 ,系统研究 3类石英玻璃与HF酸反应的动力学过程。研究表明 :石英玻璃与HF酸的反应速度由化学反应控制 ,其中≡Si—O—Si≡网络中Si—O键的断裂决定反应速率 ;影响反应速率的主要因素包括反应温度、HF酸中活性成分与浓度以及石英玻璃结构。Ⅰ类石英玻璃在金属坩埚中熔制 ,金属杂质含量高 ,结构中存在较多缺陷 ,导致反应速率最快 ;而Ⅲ类石英玻璃中羟基含量高是反应速率高于II类石英玻璃的主要原因 ;各类石英玻璃在HF酸中的反应活性依次是Ⅰ >Ⅲ >Ⅱ类。反应过程中 ,HF酸中的活性成分 (HF) 2 或HF- 2 吸附于石英玻璃表面 ,对Si原子产生亲核性侵蚀使Si—O键断裂 ,而H+ 对反应起催化作用。在HF酸高浓度区 (>7mol/L)反应速率快速增长的原因是溶液中生成更多活性较大的 (HF) nF- 离子。     

石英玻璃脱羟机理的研究

研究了氢气氛中熔制石英玻璃的脱羟机理 ,将这种连熔石英玻璃在空气中 70 0～ 90 0℃温度范围内热处理 ;用红外光谱仪测定羟基在2 .73 μm波长处的光谱透光率 ,并计算石英玻璃热处理前、后的羟基含量 .结果表明 :石英玻璃的脱羟是二级对峙反应 ,正方向是放热反应 ,活化能为 15 3kJ·mol- 1 ,逆反应活化能为 3 0 6kJ·mol- 1 ;反应由氢在石英玻璃中的扩散控制 ,在 70 0～ 90 0℃范围内升高温度将有利于降低石英玻璃的羟基含量 .同时测定了脱羟前后石英玻璃结构中氧缺位在 2 40nm处的紫外吸收峰的变化 .表明氧缺位与脱羟过程无本质联系 .     

光滑粒子流体动力学方法模拟石英玻璃超精密切削过程

应用无网格光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立了石英玻璃SPH模型,模拟了石英玻璃超精密切削过程,分析了0.1~1.0μm多组切削深度下材料去除模式和应变分布情况,以及不同刀具前角时切削过程中裂纹形成机理及其对超精密加工过程的影响。仿真结果表明:石英玻璃能在微纳尺度上实现塑性域去除。通过研究微裂纹与塑性应变的关系发现:在前角为0°、切削速度10 m/s、刀具钝圆半径0.1μm的仿真条件下,石英玻璃塑脆转变临界切削深度是0.18μm;刀具负前角切削可以得到更好的表面加工质量,说明负前角切削更适合石英玻璃超精密加工。金刚石飞切实验数据验证了SPH仿真结果的合理性。     

石英玻璃行业“十二五”规划座谈会圆满召开

4月6日,石英玻璃行业“十二五”规划座谈会在久智光电子材料有限公司会议室召开。中国建筑材料科学研究总院顾真安院士,中国建筑玻璃与工业玻璃协会张佰恒秘书长、中国建筑玻璃与工业玻璃协会石英玻璃专业委员会秘书处杨家茂主任、中国建材院石英玻璃研究所王玉芬所长、石英玻璃专业委员会邓家贵主任以及石英玻璃企业老总出席了本次会议,     

专利文摘

EP 525984—A1 CPI 93050303制造用于激发物激光的石英玻璃制品—使烷氧基硅烷经受明焰水解作用以形成合成石英玻璃捧该方法包括(a)使烷氧基硅烷在氢氧焰下经受火焰水解作用以生产石英细粒;(b)在一旋转的耐热基片上沉淀和溶融石英细粒并使石英细粒玻璃化然后制成石英玻璃捧;(c)局部加热该玻璃捧至高于它的软化点温度使剪切应力传到软化部分直到至少在玻璃捧的轴方向上的任何线道消失;(d)使石英玻璃热成型至所需的形状;(e)经加热到高达足以消除应力的温度使玻     

PCVD合成超纯石英玻璃工艺研究（英文）

采用PCVD方法制备超纯石英玻璃工艺中,等离子体输出功率决定了炉膛内温度场。通过气体不同温度时的电导率计算等离子体功率和效率,使用不同电导率的工作气体,导致等离子体功率改变,炉膛内温度场发生变化。使用空气作为工作气体时电导率大,输出功率达到40 k W,炉膛温度高于使用氧气,为PCVD方法合成超纯石英玻璃提供了适宜的温度场。     

2003年高新技术产业用石英玻璃发展动态与经济分析

高新技术产业用石英玻璃包括四个方面产品：半导体工业用石英玻璃、光通信技术用石英玻璃、激光技术用石英玻璃和军事工业用石英玻璃(包括航天技术和核工业用石英玻璃)。2003年总营销额约为3．1亿人民币，同比增长7％左右，其发展动态和经济分析如下。     

HF酸对玻璃浅层蚀刻模型的研究

为控制石英玻璃与HF酸的反应,实现石英玻璃精密元件的化学蚀刻和对石英玻璃工艺品的精确加工,探讨了化学反应机理和腐蚀的动力学过程。重点探究了影响整个蚀刻过程的重要因素,HF酸溶液的浓度c、反应的温度T和反应的时间t与蚀刻深度之间的关系。结合power law幂率模型的原理,建立了适用于石英玻璃浅层蚀刻的数学模型。验证时,选取了10,20℃等温度下,4种不同浓度的HF酸体系,通过模拟曲线和实验数据的对比,得知误差基本维持在5%以内。因此,该模型可以对玻璃的浅层蚀刻进行比较准确的模拟。     

2005年石英玻璃工业发展现状与经济分析2006年市场预测

1 2005年石英玻璃工业的产值、产量和增长速度我国石英玻璃工业20多年来保持持续、快速、稳定发展，其原因是市场的驱动，石英玻璃的市场主要有四个方面：信息产业、照明电器工业、钢铁工业和军事工业，四个行业都需用大量石英玻璃，因此带动和促进了石英玻璃工业持续快速发展。15年来平均增速20％。