石英中主要的雜質(zhì)元素有Al、Fe、Ca、Mg、Li、Na、K、Ti、B、H，雜質(zhì)元素對高純石英產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，堿金屬、過(guò)渡金屬、Al及P等元素含量是高純石英原料的關(guān)鍵指標。雜質(zhì)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。
　　

　　
　?。?）堿金屬元素Li、K、Na
　　
　　降低石英玻璃的使用溫度和機械強度，在高溫下對石英玻璃的析晶起催化作用，導致石英玻璃出現失透、高溫變形等現象。降低堿金屬元素的含量有利于提高高純石英坩堝的軟化點(diǎn)，增強石英坩堝的抗變形性，提高單晶的成品率。
　　
　　IOTA標準砂要求堿金屬元素總和2.4×10-6，用于工藝管、硅片處理、石英塊、提單晶硅用的半導體坩堝所需高純石英要求其總和＜1.4×10-6，CZ型坩堝要求其總和＜0.5×10-6，而用于12英寸或更大尺寸硅片所需超高純石英砂要求其總和＜0.08×10-6。
　　
　?。?）過(guò)渡金屬元素Cr、Cu、Fe
　　
　　使石英玻璃產(chǎn)生色斑或引起石英玻璃的高溫變色，影響光透過(guò)率，降低儀器的可靠性和穩定性能，在光纖應用中，會(huì )引起微觀(guān)不均勻、增加光纖損耗，甚至導致信號失真，但在半導體應用中，產(chǎn)品中微小含量的過(guò)渡金屬元素可以促進(jìn)結晶生長(cháng)。
　　
　?。?）Al和P
　　進(jìn)入石英晶格，會(huì )產(chǎn)生較強的化學(xué)鍵，影響石英制品的導電性，同時(shí)，增強了石英玻璃的析晶作用，降低了使用壽命。少量的Al不會(huì )影響到高純石英產(chǎn)品的質(zhì)量，IOTA標準砂要求Al元素含量(12~18)×10-6，但光導纖維中微量的Al便會(huì )降低石英玻璃的光傳導。P元素的存在會(huì )嚴重影響單晶硅的拉制，故高純石英坩堝對P要求高，要求P元素含量＜0.04×10-6。
　　
　　資料來(lái)源：《張海啟,馬亞夢(mèng),譚秀民,等.高純石英中雜質(zhì)特征及深度化學(xué)提純技術(shù)研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)保護與利用:2022》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！