石英玻璃是由法國人在1839年首先用氫氧燃燒火焰熔化石英制造出來的,到了1902年,英國人用石墨棒通電獲得高溫制造出了石英玻璃,一直到20世紀(jì)50年代,石英玻璃才隨著半導(dǎo)體技術(shù)和新型點光源的發(fā)展而迅速發(fā)展起來。我國的石英玻璃開始于1957年,專供石英環(huán)在起步階段主要以研究工藝制造方法為主。隨著技術(shù)的發(fā)展開始形成了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。到了八十年代,成為石英玻璃的改革創(chuàng)新時期,高新技術(shù)開始使用石英玻璃,九十年代則是為引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、技術(shù)創(chuàng)新、增加品種和產(chǎn)量等的大發(fā)展時期,石英玻璃不僅在技術(shù)上得到了很大的發(fā)展,專供石英環(huán)在應(yīng)用上也得到了廣泛的發(fā)展。
我國是石英儲量較為豐富的國家之一,專供石英環(huán)目前開采利用石英礦比較好的地區(qū)有江蘇東海、安徽鳳陽、湖北紅安、江西修水、內(nèi)蒙烏海等地,太原石英環(huán)這些地區(qū)石英礦儲量大、品位高、易開采,但由于國內(nèi)石英砂相關(guān)加工利用技術(shù)落后,開采的大多數(shù)石英礦只是用作經(jīng)濟(jì)附加值低的低端石英制品,如硅微粉、玻璃、耐火材料、硅鐵、碳化硅、熔融石英等。
石英砂資源在國內(nèi)儲量豐富,隨著科技的進(jìn)步石英砂材料被應(yīng)用在更多精細(xì)化工和設(shè)備上,其性能也得到了前所未有的開發(fā)成為國家的戰(zhàn)略資源,專供石英環(huán)作為大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路和光纖移機(jī)航天軍事中的基礎(chǔ)材料其需求量越來越大,隨著優(yōu)質(zhì)水晶資源的枯竭需要優(yōu)先進(jìn)行優(yōu)質(zhì)石英資源的探查,盡快進(jìn)行高純石英砂制備技術(shù)的深入研究打破外國的壟斷形成自己具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù),石英環(huán)加工結(jié)合物理化學(xué)等專業(yè)知識研究其提純技術(shù)是以后重要的發(fā)展方向。
(1)高純石英ICP檢測技術(shù)包括:試樣制備和儀器檢測兩大部分,其技術(shù)關(guān)鍵是試樣的消解和溶礦制備。專供石英環(huán)實驗表明:在試樣制備過程中,所采用的試樣重量、試劑組合、試劑用量、試劑純度等對ICP檢測結(jié)果會產(chǎn)生重要的影響。(2)試樣消解和溶礦制備的優(yōu)化條件是:高純石英用量≥2000mg;試劑純度為高純級(MOS或BV-III),試劑組合為HF+HNO3;濃HNO3分3次使用,總用量≥5mL;HF用量為25mL。(3)根據(jù)高純石英砂加工工藝特點和對純度要求,在整個試樣制備過程中,都不能采用鋼篩,以避免產(chǎn)生鐵質(zhì)污染。另外,太原石英環(huán)在超凈實驗室條件下進(jìn)行高純石英試樣消解和溶礦制備,將有利于避免空氣雜質(zhì)污染、減少檢測誤差。
從一個系統(tǒng)來說,如果出現(xiàn)故障,必須把故障的影響限制在最小范圍以內(nèi)。專供石英環(huán)這就要求切斷故障點最近的電源。而在系統(tǒng)中的上下級之間,則要求有選擇性的熔斷下級熔斷器,上級熔斷器就不受影響。具體地說,上級熔斷器的額定電流,必須大于下級熔斷器的額定電流。上下級熔斷器的這種配合關(guān)系,通常稱為協(xié)調(diào)配合,熔斷器與其他電器也應(yīng)有這種協(xié)調(diào)配合。太原石英環(huán)新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了上下級熔斷器之間過電流保護(hù)的選擇性,兩者之比分別為1.6:1和2:1兩種。
石英不溶于酸(氫氟酸除外),專供石英環(huán)通過酸對鐵及其他有害元素的溶解作用,從而將雜質(zhì)分離出來,得到高純石英砂。石英砂表面及縫隙中的雜質(zhì)可以通過酸浸最大限度地去除,磁選和浮選等物理方法只能除去礦物結(jié)構(gòu)類雜質(zhì)。太原石英環(huán)研究發(fā)現(xiàn)酸浸過程中使用混合酸去除雜質(zhì)的效果比較好,石英會被氫氟酸溶解,所以混合酸中氫氟酸濃度不宜過高。時間、酸的濃度、洗滌過程和溫度都是影響酸浸效果的因素。