石英砂结构组成性杂质剔除技术现状*

侯清麟，肖嘉凯，陈平飞，侯熠徽

(湖南工业大学包装与材料工程学院，湖南 株洲 412008)

高纯石英砂的SiO2含量一般高于99.99%。高纯石英材料的化学性能比较稳定、光谱透过宽、杂质含量低、抗热冲击、耐射线辐照、紫外线全穿透、强抗析晶能力、热膨胀系数小，仅为5.5×10-7/℃，相当与普通玻璃的1/20，电绝缘性好，20 ℃时电阻率为1018 Ω/cm，绝缘强度为250 kV/cm。具有耐几乎所有酸(除HF酸外)腐蚀的化学性能。高纯石英砂可以用于半导体集成电路、精密光学仪器、光导纤维、太阳能、医用器皿等材料上。被广泛应用于集成电路、医学、军工、航天航空、光通讯、激光、SiO2电子工业尤其是高端的光学电子工程等高科技行业。由于这些行业关系到国家的长远发展，是一个国家高新技术可持续性发展的必要条件，其高端产品的制备技术被美国、德国等国所垄断，并限制了技术和产品出口[1]。因此，高纯石英砂的国产化是迫在眉睫的。

1 石英砂行业现状

1.1 国内外高纯石英砂的现状

高纯石英砂的生产技术在国际上大约20世纪70年代就开始研究了。当前世界上美国的尤尼明公司在这项生产技术上是较为领先，并且操纵了世界上绝大部分的高端石英原料市场。其主要的特点是设备的专业化、自动化程度高、产品检测水平高、产品质量稳定。其公司生产的IOTA系列的高纯石英砂使用在各个高尖领域，石英中的元素杂质含量被公认为国际标准。其部分产品的主要质量指标如表1所示。挪威石英公司(The Quartz Crop)使用Norsk地区的石英，采用较为先进的提纯工艺制备技术制备出了高纯石英砂，但部分高质量的石英砂的原料也是来自于北卡罗来纳的Spruce地区。……