中国粉体网讯 石英玻璃是应用日益广泛的高新技术材料，具有透光性高、耐温性好、膨胀系数低等优越的物化性质，因此被广泛应用于半导体、光伏、光学、光纤和军工等高新技术领域。
石英玻璃上游的核心是高纯石英砂，高纯石英砂的产品纯度决定其应用领域。在我国实际生产中，高纯石英砂通常按用途分为拉管料、打砣料和坩埚料三大类系列产品，并根据二氧化硅纯度或13种痕量杂质元素总量等技术指标进一步分为不同等级。
拉管料
连熔石英玻璃管的生产是以电阻加热，连续投料，高纯石英砂在连熔炉内不断熔融，石英玻璃制品在下料口连续拉出。拉管料是指用于熔炼拉制各种石英玻璃管的高纯石英砂。
石英玻璃管根据尺寸大小和二氧化硅纯度不同，有多种产品规格，如大管和小管，所对应的石英砂分别称为大管料、小管料。石英玻璃管具有熔点高、抗热震性能优异和易于扩缩加工等优势，主要用于芯片和光伏半导体加工处理的扩散炉管等，在航天航空、武器装备领域用来制备整流罩、雷达罩、隔热罩、透波材料及耐高温材料等，还用于制造卤素灯等各种光电源器件，以及高纯石英提纯加工等。
在电光源行业，光的透过率和使用寿命是透明石英玻璃管的主要考虑因素，过渡金属对光的透过率影响最大，所以拉管石英砂对过渡金属的要求高，对碱金属和碱土的要求相对较低。羟基影响灯的寿命，生产过程气氛使羟基升高，需脱羟使用。
在半导体行业，不管是石英管、石英砣、石英坩埚，对碱金属、碱土金属和Ⅲ、Ⅴ族元素杂质的要求都是极为严格的，防止ppb/ppt级别的污染，基本都是以进口料为原料。用作光纤套管的制品，等同于半导体行业的要求。
行业标准《JC/T 597-2011半导体用透明石英玻璃管》中规定了半导体用石英玻璃管杂质元素含量要求。
T级石英玻璃管：T级石英玻璃管的铝、铁、钙、镁、钛、铜、钴、锰、镍、锂、钠、钾、硼十三种杂质元素的总含量应不大于30.00×10-6，其中：铁含量应不大于1.50×10-6，钛含量应不大于3.00×10-6，铜含量应不大于0.80×10-6，硼含量应不大于0.20×10-6，锂、钠、钾总含量应不大于5.00×10-6。
D级石英玻璃管：D级石英玻璃管的铝、铁、钙、镁、钛、铜、钴、锰、镍、锂、钠、钾、硼十三种杂质元素的总含量应不大于25.00×10-6，其中：铁含量应不大于0.80×10-6，钛含量应不大于2.00×10-6，铜含量应不大于0.50×10-6，硼含量应不大于0.10×10-6，锂、钠、钾总含量应不大于2.50×10-6。
在光伏行业，石英玻璃管主要和6N级别的硅材料接触，大部分情况下连续使用温度不超1200度，所以对碱金属、碱土金属和羟基的要求不是特别高。
打砣料
打砣料是指用于真空电熔法和氢氧气炼法生产石英砣的高纯石英砂。石英砣是呈圆砣状的透明石英玻璃原材料，具有透明度高、气泡少、膨胀系数低、抗热震性能优异和可加工性等优势，主要用于生产半导体石英玻璃制品，包括石英舟、石英法兰和石英钟罩等产品，以及各种光学石英玻璃制品等。
用于半导体以外的石英砣制品对原料各项杂质的要求适中，由于使用氢氧火焰生产，石英砣制品的羟基含量非常高，因此其对石英砂原料的羟基无要求。另外，微气泡、大气泡和色斑都是影响石英砣制品质量的因素，所以其对石英砂原料的流体包裹体的要求是比较严格的。
坩埚料
坩埚料是指用于制备石英坩埚的高纯石英砂。石英坩埚是由石英砂制成的容器，具有高纯度、耐高温、使用时间长等特点，目前广泛应用于半导体和光伏领域单晶硅棒的生产工艺中，是半导体硅片和光伏硅片生产过程中硅料熔融、晶体生长环节的重要耗材。
石英坩埚主要使用电弧法生产，核心原材料为高纯石英砂，石英砂的纯度保证了坩埚不会形成太厚的析晶层，高温强度保证了坩埚长时间运行不变形塌边，透明层品质保证了拉晶过程的顺畅、不断线。
石英砂品质对坩埚品质的影响
行业标准《JC/T 1048-2018单晶硅生长用石英坩埚》中规定了单晶硅生长用石英坩埚的术语、定义和要求等。
行业标准《JC/T 1048-2018单晶硅生长用石英坩埚》
杂质元素含量要求
在光伏行业中，光伏石英坩埚用高纯石英砂主要为4N8高纯石英高端产品。石英坩埚对石英砂原料要求是纯度高、一致性好、粒度分布均匀。
光伏石英坩埚对石英砂的品质要求
由TC447（全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会）归口，中国国检测试控股集团股份有限公司、中国建筑材料科学研究总院有限公司、中建材衢州金格兰石英有限公司联合起草的国家标准计划《光伏单晶硅生长用石英坩埚高纯内层砂》（征求意见稿）中规定了光伏单晶硅生长用石英坩埚内层制造用高纯石英砂各杂质元素含量。
其中，天然砂17种杂质元素总含量应不大于18μg/g，锂、钠、钾总和应不大于1.5μg/g；合成砂17种杂质元素总含量应不大于2μg/g，锂、钠、钾总和应不大于0.5μg/g。
《光伏单晶硅生长用石英坩埚高纯内层砂》（征求意见稿）
各杂质元素含量
在半导体行业，石英坩埚对碱金属和过渡金属等杂质含量有较高要求，碱金属杂 质会影响石英坩埚的热学特性，降低石英制品的耐温性，使其熔点降低，高温性能变差；过渡金属杂质会降低导电性，缩减半导体的使用寿命，杂质含量高还会产生气泡和色斑等缺陷，降低石英坩埚的透明度，严重时还会影响石英坩埚成型。
地方标准《DB 13/T 5631—2022电子专用材料单晶硅生长用石英坩埚生产技术规范》中规定了电子专用材料单晶硅生长用石英坩埚原辅材料的标准。
地方标准《DB 13/T 5631—2022电子专用材料单晶硅生长用石英坩埚生产技术规范》
石英砂杂质元素含量
由内蒙古欧晶科技股份有限公司、江西中昱新材料科技有限公司、锦州佑鑫石英科技有限公司为主要起草单位编制的团体标准《半导体单晶硅生长用石英坩埚生产规范标准》中规定了半导体单晶硅生长用石英坩埚主要原辅材料的标准。
《半导体单晶硅生长用石英坩埚生产规范标准》
石英砂杂质元素含量
参考来源：
汪灵.纯净胜瑾瑜 贵若冠上珠——解读高纯石英
彭志威.石英拉管、石英砣和石英坩埚等不同应用对原料的要求
行业标准《JC/T 597-2011半导体用透明石英玻璃管》
地方标准《DB 13/T 5631—2022电子专用材料单晶硅生长用石英坩埚生产技术规范》
《半导体单晶硅生长用石英坩埚生产规范标准》
《光伏单晶硅生长用石英坩埚高纯内层砂》（征求意见稿）
行业标准《JC/T 597-2011半导体用透明石英玻璃管》
行业标准《JC/T 1048-2018单晶硅生长用石英坩埚》
（中国粉体网编辑整理/初末）
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