【原创】“超级硅”的大本事

中国粉体网讯  石英是一组由二氧化硅组成矿物的学名，高纯石英是由天然的石英矿经加工与提纯后，或者通过人工合成的方式获得的纯度非常高的石英产品。高纯石英是一种稀缺的矿物原料，在高新技术产业有着广泛的应用，是半导体芯片、太阳能光伏、光纤通信、航空航天、精密光学和特种玻璃等高新技术产业不可缺少且无法替代的重要功能性材料。

半导体行业

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在半导体领域，半导体用石英主要有石英坩埚、石英砣、石英管和石英舟等。芯片制造主要由单晶生长、晶圆加工制造、集成电路晶圆的生产以及后期封装四个部分组成。单晶生长需要用到石英坩埚和石英器件。晶圆加工部分刻蚀、扩散、氧化、退火等步骤中需要用到大量的辅材石英玻璃，如石英片、石英环、石英舟等高纯度石英制品，其中扩散步骤是在1000℃左右的石英炉管中将元素硼、磷等扩散入硅片。

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光伏行业

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在光伏行业，石英是光伏行业的关键原材料之一，主要应用形式有石英坩埚、石英管和各种石英器材。其中，石英坩埚是不可或缺的重要支撑材料，是光伏单晶炉的关键部件，作为消耗性器皿可支持太阳能和半导体用户在高温条件下连续拉制大直径单晶硅，用于盛装熔融硅并制成后续工序所需晶棒。在单晶硅生产中，石英坩埚是一次性使用的熔硅和晶体生长的关键材料，对单晶硅的生产成本和产品产量质量都有直接的影响。石英坩埚具有高纯度、耐温性强、尺寸大、精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点，在太阳能光伏电池片制造等领域的应用越来越广泛。

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光纤行业

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光纤是光传输工具，光传输是通过纤维的两端进行的，在光纤通信行业中广泛使用，光纤通信抗干扰性高，速度快，传输容量大，已经成为重要的现代通讯支柱。与其他通信材料相比，石英光纤具有传输距离更远、速度更快、信号损耗率更低、不受电磁信号影响等优点，可以更好、更快地满足信息发送与接收需求。因此，石英光纤成为目前通信光纤的主流。其中，光纤预制棒更是光纤光缆产业链中附加值最高的一环，也是光纤工艺中最重要的部分。光纤把持棒主要是在光纤预制棒和光纤拉丝过程中所使用的石英玻璃，是生产光纤预制棒所必须的消耗性材料。光纤产业的快速发展，促进了石英预制棒和把持棒产业的成长。

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光学、光源领域

在光学领域，光学石英玻璃具有耐高温、耐腐蚀、膨胀率低等特点，被广泛用于光学领域，高纯石英玻璃用于生产望远镜透镜和实验室光学设备、通信设备、衍射透镜、投影显示器、扫描设备和打印机的光学、激光、以及照相机和超平面电视屏幕、火焰控制设备等。

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在光源领域，电光源玻璃按照化学成分可分为钾钙玻璃、含铅硅玻璃、含硼硅玻璃、含铝硅玻璃和石英玻璃等，以高纯度石英玻璃为原料生产的电光源产品有高压汞灯、金属卤化物灯、卤坞灯、氙基灯、汽车灯等，可以承受高温，并提供高透射特性。

航天航空、军工领域

石英玻璃的密度小，抗压能力强且光学性能好，满足太空窗口材料滤紫外耐辐射的要求，避免高能射线照射下形成“色心”，被广泛应用于卫星及宇宙飞船，耐辐照的石英玻璃可以有效控制航天器姿态，高强度抗辐照玻璃盖片能为宇宙飞船的太阳能电池能源系统提供有效保护。

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另外，石英玻璃纤维和以石英玻璃纤维为基材的复合材料具有强度高、膨胀系数小、介电常数和介电损耗小、耐腐蚀与可设计性能好等特点，具备优良的耐高温、耐烧蚀、高透波与电绝缘性能，是广泛应用于航空航天与海洋装备领域的功能性材料及制品。

来源：菲利华

参考来源：

欧阳静等.石英矿物资源的提纯及在战略性新兴产业中的应用技术分析

武志超等.高纯石英应用及化学提纯技术研究进展

谷巨明等.光纤预制棒用石英衬管和套管的制备技术及发展趋势

中国粉体网.石英玻璃，“闪耀太空”

中国粉体网.百亿光纤市场，石英材料成为“顶流”背后

（中国粉体网编辑整理/初末）

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