中国粉体网讯 石英中主要的杂质元素有Al、Fe、Ca、Mg、Li、Na、K、Ti、B和H等，根据杂质的不同赋存状态可将其分为三类：脉石矿物杂质、包裹体杂质和类质同象杂质。
来源：贺利氏科纳米
石英玻璃是国家战略性产业和支柱型产业发展中不可代替的高纯基础材料，其核心原料是高纯石英砂，判断石英原料纯度高低的指标是原料中碱金属（Li、Na、K）、过渡金属元素（Fe、Cr、Mn、Ni、Cu）以及Al、B和Ti等金属元素含量的多少。如果原料的纯度不够，则生产出来的石英玻璃会产生各种问题，如气泡气线、杂质、羟基含量高、析晶严重，以至于其各种性能都不能达标。
碱金属元素Li、Na、K
Li、Na、K等碱金属元素会降低石英玻璃的使用温度和机械强度，在高温下对石英玻璃的析晶起催化作用，导致其在高温应用中出现失透、变形等现象；其次，碱金属会影响石英玻璃的热学特性和光学特性，降低电光源、半导体等的使用寿命。除此之外，碱金属还能增大石英玻璃的介电系数和介电损耗，影响石英玻璃的介电性能和机械强度。
在石英坩埚中，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，还会导致石英坩埚在高温下析晶，影响产品使用寿命；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，严重时还会影响坩埚成型或者造成石英坩埚坍塌，使拉晶无法正常进行。而降低碱金属元素的含量则有利于提高高纯石英坩埚的软化点，增强石英坩埚的抗变形性，提高单晶的成品率。
过渡金属元素Fe、Cr、Mn、Ni、Cu
过渡金属元素Fe、Cr、Mn、Ni、Cu等都有多种氧化态，常呈一定的颜色，对石英玻璃质量影响特别严重。比如微量过渡金属元素会降低石英玻璃的导电性，对仪器的可靠性和预见性起负面作用，还会使其产生色斑或高温变色，影响透光性能。在光纤应用中，则会引起微观不均匀、增加光纤损耗，甚至导致信号失真。
Al、P、Ti
石英中Al、B和Ti含量与矿床地质有直接关系，Al、B和Ti进入石英晶格中产生较强的化学键，是石英中最难脱除的杂质元素。Al、P和Ti元素含量过高会严重影响石英玻璃的析晶行为，导致石英玻璃硬而脆，强度降低。例如：在拉制单晶硅时，1×10−6的B会改变单晶硅的目标电阻率性能，P元素的存在会严重影响单晶硅的拉制。少量的Al不会影响到高纯石英产品的质量，但是在光导纤维中，微量的Al就会降低石英玻璃的光传导等。
参考来源：
谭琦等.熔融石英玻璃制备工艺研究进展
张海啟等.高纯石英中杂质特征及深度化学提纯技术研究进展
武志超等.高纯石英应用及化学提纯技术研究进展
（中国粉体网编辑整理/初末）
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