我國高純石英砂粉體材料的研發(fā)現(xiàn)狀

高純石英砂粉體材料一般是指SiO2含 量高于99.99%的石英粉體,是英玻璃和石英坩堝的主要原料,其高級產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、纖太陽能電池、激光、航天、等行業(yè)中。由于這些行業(yè)關(guān)系到國家的長遠(yuǎn)發(fā)展,是- -一個(gè)國家高新技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必要條件,因此高純石英砂的戰(zhàn)略地位非常重要,其高級產(chǎn)品的制備技術(shù)被美國、德國等國壟斷,并限制技術(shù)和出口。目前我國石英砂的提純和規(guī)?；_采依然處于艱難的探索階段。

我國從20世紀(jì)80年代末開始研究石英玻璃的普通石英原料，已經(jīng)取得一定進(jìn)展,所研究產(chǎn)品能夠達(dá)到二、三、四級水晶的水平,但是只適合于中、低檔石英玻璃,高純、低羥基石英原料的技術(shù)難關(guān)還未完全攻克。工業(yè)生產(chǎn)的石英玻璃原料純度不能達(dá)到高純石英砂玻璃原料的要求,品質(zhì)石英玻璃原料基本以進(jìn)口為主,制約了我國石英砂玻璃行業(yè)的發(fā)展,這已引起國內(nèi)石英玻璃及原料生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)科研單位的關(guān)注。我國是石英儲量為豐富的國家之一，據(jù)國家建材局地質(zhì)研究所預(yù)測 ,中國玻璃硅質(zhì)原料礦產(chǎn)資源量可達(dá)290億t。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,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。其實(shí)我國能用于生產(chǎn)高純石英砂的礦源很多,但是由于加工處理手段落后以及缺少石英玻璃原料礦相關(guān)的礦物學(xué)及地質(zhì)成因等地球科學(xué)方面的基礎(chǔ)研究,產(chǎn)品不能達(dá)到高純石英原料的要求。

目前我國石英玻璃采用的中低檔高純石英砂大部分是從水晶中制取的。水晶在我國的儲量有限,價(jià)格昂貴,質(zhì)地不均勻,有些礦物雜質(zhì)和工藝過程中的混雜物質(zhì)不可能除掉,導(dǎo)致由水晶中生產(chǎn)的超純石英砂批量小,質(zhì)量也不穩(wěn)定。江蘇連云港地區(qū)目前處于用水晶作原料制取超純石英砂的國內(nèi)先進(jìn)水平，當(dāng)?shù)氐乃?nbsp;晶料的致命弱點(diǎn)是軟化點(diǎn)低。就水晶礦物的純度而言,單-一的一塊、幾塊、幾十塊、甚至幾十噸，基本上可以達(dá)到世界先進(jìn)水平,但是大量的工業(yè)化生產(chǎn),就很難保證礦物晶體結(jié)構(gòu)的均勻性和內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)的一致性。