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石英石是一種非金屬礦物質，是一種堅硬、耐磨、化學性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，主要礦物成分是SiO2。石英砂是石英石經破碎加工而成的石英顆粒，其具有耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及其獨特的光學特性，在許多高科技產品中發(fā)揮著越來越重要的作用。

玻璃行業(yè)是石英除建筑用砂外最大的應用領域，每年應用在玻璃方面的石英原料大約有6000萬噸左右。透明性、機械強度、化學穩(wěn)定性等都是石英賦予玻璃最重要的性能。石英玻璃的主要質量指標是純度和氣泡，這就要求石英砂具有極低的雜質和氣體含量、粒度控制。

一、石英雜質元素的種類與含量

石英中主要的雜質元素有Al、Fe、Ca、Mg、Li、Na、K、Ti、B、H，雜質元素對高純石英產品的質量影響很大，堿金屬、過渡金屬、Al及P等元素含量是高純石英原料的關鍵指標。雜質元素的含量要求根據制備的石英玻璃用途不同而不同，但總的趨勢是越低越好。

二、氣體含量

在熔制石英玻璃時，SiO2熔體的粘度高，包含的氣體不易排除，反而長大成氣泡，影響石英玻璃的質量。氣體分子越小，擴散系數越大，如He、H2的擴散系數大，容易排出：N2、CO、CO2、CxHx等氣體極難從熔體中排出，最終形成氣泡，影響石英玻璃的透明度。

三、粒度控制

在玻璃生產過程中，原料的顆粒度如果沒有得到很好的控制，會使玻璃質量出現(xiàn)透光度不達標、玻璃不平整等問題。根據大量的實踐和探索，得出以下幾條經驗建議：

（1）根據原料的熔化溫度、比重以及用量，確定比較適宜的原料粒度。

（2）縮小粒徑的比例，以減少原料粒度的分散性。

（3）盡量控制原料粒度分布，減少原料中細粒級物料的含量，比重大小不同、熔點不同的原料適當選擇顆粒粗細程度。

▲各種原料粒度組成

對于石英玻璃來說，要想制好的石英玻璃控制石英砂粒度是關鍵，石英砂的粒度決定配合料的熔制速度，由于表面活化能的差別，小顆粒比大顆粒先熔化，已熔化的石英將覆蓋于未熔的石英顆粒表面，致使氣泡無法排除。小顆粒間隙所包含的氣體量多，增加排氣的難度。小顆粒還容易揮發(fā)，浪費原料；粗顆粒石英則難于徹底熔化，形成玻璃中的顆粒結構。實際使用的原料粒度取決于熔制工藝。

▲石英玻璃熔制工藝所用石英砂粒度

外觀形狀則以近似球形為最佳，針狀原料造成加料不暢，形成架棚現(xiàn)象，導致熔制過程形成氣泡。石英的顆粒形狀主要是由加工技術決定，我國現(xiàn)有原料加工技術，易形成針狀的原料，其長寬比在1:4-1:7之間。國外所用原料，一般為粒狀、近似球形。

顯而易見，玻璃的生產環(huán)節(jié)中，原料的純凈度、有害雜質含量的指標尚未有較好的解決方法，這就更能說明原材料粒度控制的重要性。目前國產化的粒度檢測儀器已經非常成熟及普及，玻璃生產企業(yè)理應積極投入資源，通過控制原材料粒度來間接降低或者消除原材料成分質量造成的不足。

儒亞科技(北京)有限公司是德國Rubolab GmbH在中國的分公司。Rubolab成立于1990年，前身是德國波鴻魯爾大學的實驗室。發(fā)展至今，Rubolab公司通過其世界領先的磁懸浮天平，至今已經成為重量法吸附系統(tǒng)、重量法高壓熱重和反應系統(tǒng)的權威，公司一直專注于客戶需求并研發(fā)新技術，一直走在新能源、化工、環(huán)保、新材料等領域的最新科技前沿。

儒亞科技的實驗室分析產品主要涉及粉體和多孔材料物理性能表征領域，提供粒度分析、吸附分析兩個大類的產品。都有激光粒度粒形儀、納米粒度分析儀、Zeta電位儀、濁度儀、全自動總有機碳TOC分析儀、在線粒度粒形分析儀等粒度分析產品。

在粉體和磨料的粒度分析領域，EyeTech系列激光粒度粒形分析儀可以給出0.1-3600微米范圍內顆粒的粒度和40個ISO標準粒形參數的分析結果，特別適合分析組分不固定、組分未知的混合物樣品、透明顆粒、半透明顆粒、纖維、磁性材料，分析時無需知道樣品的化學物質成分、也無需知道樣品的光學特性，真正實現(xiàn)與樣品物性無關的分析；CPS高精度納米粒度分析儀提供5nm-75um范圍內納米顆粒的真實粒度分布，相鄰峰值的差別可以在1%，從而提供高精度和高準確度的納米、亞微米和微米范圍內的測量分析結果。以上產品得到了金剛石、碳化硅、剛玉氧化鋁、氮化硅、碳化硼、氧化鋯、鋯英砂、硅酸鋯、石英砂、陶瓷、涂料、化學機械拋光CMP液等生產廠家的高度認可，特別是圣戈班、歐司朗OSRAM、陶氏化學、英格斯ENGIS等公司的廣泛使用。

部分產品介紹

??EyeTech系列激光粒度粒形分析儀

主要技術特點：

1. 直接對每個顆粒進行測量得到顆粒分布，不是根據其他二級特性推算出來的顆粒分布；

2. 不會因為樣品折射指數、粘度變化、布朗運動和熱對流等不確定因素引起測量誤差；

3. 分析結果不依于賴顆?；蚍稚⒔橘|的光學特性，可以測量高折射率顆粒、透明顆粒、半透明顆粒以及混合材料顆粒；

4. 多種測量池，適合進行各種樣品干態(tài)、濕態(tài)分析；

5. 自動校準，免校正和標定；

6. 高分辨率、可重復性和寬動態(tài)范圍；

7. 提供弗雷特（Feret）直徑、面積、周長、形狀因子、長細比、凹凸度、橢圓度等40個顆粒粒度和粒形參數。

??CPS高精度納米粒度分析儀

CPS納米粒度分析儀是一臺穩(wěn)定高速、以及高分辨的納米粒度分析儀。該儀器適合測量 0.005 um 到 75um 范圍的粒度，儀器使用高速離心圓盤將顆粒在液體介質里分離開。顆粒在的沉降穩(wěn)定過程是由于液體介質中顆粒的密度梯度形成的。有別于傳統(tǒng)方法，通過差示離心沉降原理為顆粒的精細區(qū)分提供新的解決方案。同激光散射和顆粒計數法等方法比較，該方法有非常高的分辨率。

產品優(yōu)勢：

1、分辨率高：同激光散射和顆粒計數法等方法比較，該方法有非常高的分辨率；

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3、重復性高：樣品結果在95%的典型置信度下，連續(xù)重復分析峰的重復性小 于+/-1% 或更好；

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參考來源：

劉廣財：玻璃原料粒度控制

胡修權等：石英玻璃用原料硅石粉的晶體及粒度分布控制