杂质会对石英透镜产生哪些影响？

点击次数：2754 更新时间：2022-02-14

　　石英透镜的综合性能高，具有良好的光学性能，但微量的杂质就能大大减低其性能。因此，控制透镜中杂质的含量，提高其纯度有利于提高性能。而石英透镜的纯度直接取决于原料-高纯石英砂的纯度，同时根据加工的条件、方法不同也会引入部分杂质。

　　1.碱（碱土）金属元素

　　石英透镜里面的碱（碱土）金属元素，能降低机械强度、热学性能和光学性能。特别是在高温（＞1000）应用中，碱（碱土）金属杂质能起到助熔作用，形成结晶核心，使石英出现析晶失透、变形等不良现象。

　　2.Al、B元素

　　微量Al的渗入即能降低石英透镜高温黏度，也能增强玻璃析晶作用，降低应用性能。因此应控制Al含量，一般要求Al含量需低于20ppmw，半导体和石英坩埚中更是要求低于10ppmw；多晶硅拉制单晶硅时，B元素超标对单晶硅的电阻起到巨大的影响。

　　3.过渡金属元素

　　过渡金属元素Fe、Ni、Mn、Zn等取代Si，容易使石英透镜产生色斑，光透率降低，还会破坏玻璃的绝缘性，对电器设备的稳定性造成较大影响。

　　4.羟基

　　在石英透镜熔炼过程中，水与SiO2反应，生成羟基（-OH），羟基含量的多少与熔炼气氛密切相关。通常情况下，氢氧焰气炼石英透镜羟基含量较大（150-400ppmw），而真空电熔石英透镜羟基仅为1-10ppmw。

　　羟基和碱金属一样能降低黏度，从而降低耐温性；影响热膨胀系数，降低热震性；羟基会吸收红外线，减少红外线透过率；它的存在，还会增大石英的析晶率，从而，制品的高温使用寿命降低。

　　5.气液包裹体

　　石英矿普遍存在的气液包裹体是形成气泡的主要因素，气泡能劣化石英透镜光学性能和力学强度。