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二氧化硅(SiO)单晶体，又称水晶，有天然人造两种。石英晶体一种重要电子材料。沿一定方向切割石英晶片，当受到机械应力作用时将产生与应力成正比电场或电荷，这种现象称为正压电效应。反之，当石英晶片受到电场作用时将产生与电场成正比应变，这种现象称为逆压电效应。正、逆两种效应合称为压电效应。石英晶体不仅具有压电效应，而且还具有优良机械特性、电学特性温度特性。用它设计制作谐振器、振荡器滤波器等，稳频选频方面都有突出优点。1880年法国P.居里发现石英晶体压电效应。直到第一次世界大战期间，石英晶体压电效应才得到应用。由于天然石英资源短缺，人们研究用人工方法进行培育。1905年意大利学者用水热温差法制造出合成人造石英。1960年美国西方电气公司建立了第一个人造石英工厂，人造石英进入工业化生产阶段。现代用水热温差法培育人造石英，质量已可与天然石英媲美，能满足电子技术需要。大气压力下，石英熔点为1750[618-1]。573[618-1]以下时称石英，属于三方晶系32点群；573～870[618-1]之间时称石英,属六方晶系622点群。石英石英都具有压电效应，但现代广泛使用石英，它密度为2.65克／厘米，莫氏硬度为7。理想石英晶体外形见图。它有一个三次旋转对称轴,三个互成120°夹角二次旋转对称轴,三次轴与二次轴垂直。晶轴与三次轴平行，晶轴、[kg1]则分别与三个二次轴平行。[kg1]轴与轴重合，轴与轴重合。

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失透（又叫析晶性）是石英玻璃的一个固有缺陷，从热力学观点看，石英玻璃的内能高于结晶态方石英，属热力学上不稳定的亚稳态，当温度高于1000℃时，SiO2 分子振动加速，经一段较长时间的重新排列、定向便形成结晶。失透性是以晶核成长速度来表示的，不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分别达到*大值。析晶主要出现在表面，其次是内部缺陷处，原因是这些地方容易沾污，引起杂质离子的局部集聚，特别是碱离子（如K、Na、Li、Ca、Mg等）进入网络后引起粘度降低，促使失透加速。由于石英玻璃的热膨胀系数和比重同析晶产物β-方石英相近，所以在高温下连续使用时，尽管析晶区不断扩大，但体积变化并不明显，仍可满意地继续使用，此时尚可减轻玻璃的塑性变形，使耐火度提高。当析晶产物冷却到800℃时，则出现细小的龟裂网络。继续冷却到200-275℃时，则出现方石英从高温型到低温型（即β-方石英→a-方石英）的结构变化，并伴随着发生体积聚变，如果析晶层很深，则石英玻璃亦随之破裂。由于析晶常常出现在有杂质的地方，所以高温使用前的表面状态及周围耐火材料、气氛十分重要。石英玻璃属酸性材料，除氢氟酸和热磷酸外，对其它任何酸均表现为惰性，是*好的耐酸材料。在常温下碱和盐对石英玻璃的腐蚀程度也是*微的，因此不排除在这些试剂中使用石英玻璃。透明石英玻璃比不透明石英玻璃具有更好的化学稳定性，这是因为后者由于气泡的存在暴露在腐蚀液中的表面积增加所致。石英玻璃不吸湿，不风化。石英玻璃对所有碱和碱土化合物都非常敏感，这些化合物*轻微的痕量也会促使石英玻璃在高温下产生析晶。

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多晶硅和石英玻璃的联合制备法的热能是被充分利用的，其生产过程没有反复升降温的现象，因此可以节能，而且节能的数字是相当可观的。采用传统的单项生产法生产多晶硅，还原料从鼓泡器里出来后被送进还原炉。在炉内还原料被加热到1150～1250℃，发生了氢还原反应，生成多晶硅。采用这种生产法，进入还原炉的还原料只有少数(一般认为10％～20％)参加反应，生成了多晶硅，绝大多数被当作尾气排放了。初，这些尾气被当成废气放掉，造成极大的浪费。为避免浪费，人们把尾气中的氢气和四氯化硅回收，经净化提纯后再利用。这样一来，出来的高温料，进入由冷冻分离器和氢气回收组成的回收系统回收。在回收系统里，还原料被冷冻降温至四氯化硅的沸点(57．6。C)之下，一般认为应在40～38℃为好。如按还原料在还原炉里的低限温度1150℃，降温后的上限温度40。C计算，也要降温1100℃。问题是，回收后4()℃的常温还原料要重新被送入鼓泡器里，然后通进还原炉，再次被加热到11501250。C的高温。从上述工艺中可以看出，进入还原炉被加热的大部分还原料(占进炉料9()％)没有被利用就被送出降温，而且降温后又被重新送入还原炉成为参加新一轮反应的还原料。很明显，这是一种浪费，没有参加反应的还原料按理说应该不加热。可问题是，在还原炉里，没有参加反应的还原料与参加反应的还原料是混在一起的，根本无法分开，如果没有参加反应的还原料不加热，那么，参加反应的还原料也无法加热。我们知道，参加反应的还原料温度低是无法进行化学反应的，也就无法生产出多晶硅。所以，如果采用传统的单项生产法生产多晶硅的话，上述浪费是不可避免的。

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多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产是连续的，设备是串联的，是将上一个产品的尾气或尾液作为下一个产品的原料，使本应作为废气排出的尾气得到了综合利用。因此，它不仅可以减少废气的排放量，而且还可以减轻对环境的污染。采用传统的单项生产法生产多晶硅，要放出尾气，即使有了由冷冻分离器和氢气回收组成的回收系统，也还是要排放出尾气，只不过，尾气的数量少得多。上述尾气是由没有参加反应的还原料与参加反应后产生的废气共同组成。没有参加反应的还原料主要是由氢气和四氯化硅组成；参加反应后产生的废气主要是氯化氢。氢气的排放不会对环境造成污染，可四氯化硅和氯化氢就不同了，它们都是有毒物质，会对环境造成严重的污染，是不可以直接排放到大气中的。四氯化硅是有强烈刺激性的物质，可以使人窒息。据说，在第二次世界大战时德国人曾经想把四氯化硅当作化学武器来使用，由此可以想像到它的危害有多大了。氯化氢气体的毒性也是相当大的，它遇水会变成三大强酸之一的盐酸，对人体、建筑物、设备、环境都有极大的危害。采用传统的单项生产法生产石英玻璃，也要排放出尾气。该尾气中也同样含有有毒的氯化氢，因此也同样会对环境造成危害。如果采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法来生产多晶硅和石英玻璃，尾气问题就会解决了。多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产多晶硅的还原炉放出尾气没有直接放空，而是被直接送入制砣机里来生产石英玻璃。这样一来，生产多晶硅的尾气污染问题就会大大减轻了。采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产石英玻璃，制砣机出来的尾气被送人尾气处理系统。该尾气处理系统可将制砣机放出来的尾气转变为稀盐酸和二氧化硅。二氧化硅是无害的，它的颗粒细小而且纯度极高，是高级的纳米级材料，其用途是比较广的。它不仅可以成为制药、制漆添加剂，而且还可以成为很多化工生产的原材料。稀盐酸是有害的，但可以把它回收，浓缩成为成品酸。成品盐酸也是重要的化工产品，用途广泛。稀盐酸也可以不回收，只要再加进一些碱，使其中和，危害就没有了，也就可以排放了。由此看来，采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法来生产多晶硅和石英玻璃，不仅可以减少废气的排放量，而且还可以减轻对环境的污染。

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如果采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法，由还原炉里出来没有参加反应的还原料不进入回收系统，而被当成生产石英玻璃的原料直接进入制砣机，因此不用降温。也就是说，采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产多晶硅是可以避免上述浪费的，可以节约80％～90％的能源。这只是生产多晶硅，采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法来生产石英玻璃也一样具有明显的节能优势。采用传统的单项生产法生产石英玻璃，也需要将送进制砣机的合成料加热，而且升温的幅度要更大。一般认为，制砣机的反应区里要达到1400～1600℃的高温，而要达到如此高温需要消耗大量的能源。传统的单项生产法生产石英玻璃是靠氢氧燃烧来获取高温的。我们知道，在单项生产的合成料里已经含有氢气了，可为了达到此高温，还得另外向制砣机的反应区里通人燃料氢气和助燃的氧气，而且燃料氢气的量要大于合成料所含的氢气。如果采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法，由还原炉里出来没有参加反应的还原料被当成合成料直接进入制砣机。该料温度已经很高，在1150～1250℃左右。这样的料通入制砣机就不用再另外向制砣机的反应区通人燃料氢气，因为该料所含的氢气燃烧所产生的热量已经完全可以满足化学反应的需要了。由此可以看出，采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法来生产石英玻璃可以节省50％～6()％的氢气，可见这些数字是相当可观的。

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石英玻璃，是由各种纯净的天然石英（如水晶、石英砂等）熔化制成。线膨胀系数*小，是普通玻璃的1/10~1/20，有很好的抗热震性。它的耐热性很高，经常使用温度为1100℃~ 1200℃，短期使用温度可达1400℃。石英玻璃主要用于实验室设备和特殊高纯产品的提炼设备。由于它具有高的光谱透射，不会因辐射线损伤（其他玻璃受辐射线照射后会发暗），因此也是用于宇宙飞船、风洞窗和分光光度计光学系统的理想玻璃。石英玻璃是一种二氧化硅单一组分的特种工业技术玻璃。这种玻璃硬度大可达莫氏七级，具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线。除氢氟酸、热磷酸外，对一般酸有较好的耐酸性。按透明度分为透明和不透明两大类。按纯度分为高纯、普通和掺杂三类。用水晶，硅石，硅化物为原料，经高温熔化或化学气相沉积而成。熔制方法有电熔法、气炼法等。