石英砂對玻璃產品質量的影響體現在多個關鍵維度,其純度、粒度、雜質控製及化學特性直接決定了玻璃的透明度、機械強度、耐熱性、化學穩定性及加工性能,具體分析如下:
1. 純度:決定玻璃的透明度與光學性能
高純度石英砂(SiO?含量≥99%)是生產高端玻璃的核心原料。其低雜質特性可顯著減少玻璃中的著色離子(如鐵、鈦),避免玻璃發綠、發暗或出現色斑。例如:
光伏玻璃:要求Fe?O?含量≤0.015%(150ppm),以確保玻璃對可見光的透過率≥91.5%,從而提升太陽能電池的光電轉換效率。
光學玻璃:需SiO?純度≥99.99%,以消除光散射,滿足顯微鏡、鏡頭等精密儀器的需求。
低純度石英砂:含鐵量高會導致玻璃發綠(Fe??)或藍綠色(Fe??與Fe??共存),透光率下降,僅適用於普通建築玻璃或低端容器玻璃。
2. 粒度:影響玻璃的熔融均勻性與缺陷控製
適宜粒度(通常40~200目):
熔融均勻性:顆粒均勻可確保熔融過程中溫度分布一致,避免局部過熱或未熔顆粒(“結石”)殘留,減少玻璃強度下降或破裂風險。
氣泡控製:粒度過細易揚塵,導致原料配比偏差,熔融時包裹空氣形成氣泡;粒度過粗則熔融困難,殘留未熔顆粒。例如,光伏玻璃要求石英砂粒度為0.71~0.104mm,且0.104mm以下占比≤5%,以平衡熔融效率與缺陷率。
粒度不均:粗細顆粒熔融速度差異大,易導致玻璃成分不均、應力集中,產生裂紋或光學缺陷(如透光不均)。
3. 雜質控製:決定玻璃的化學穩定性與耐久性
有害雜質:
鐵、鈦氧化物:降低玻璃透光率,影響光伏玻璃的能量轉化效率。
重金屬(如鉛、鉻):使玻璃有毒(如傳統水晶玻璃含鉛),或腐蝕電子元件(如太陽能電池中的鉻雜質)。
鈉、鉀等堿金屬:降低玻璃的化學穩定性,使其易被水或酸堿腐蝕,不適用於化學實驗器皿或醫藥玻璃容器。
難熔重礦物(如鉻鐵礦、鋯英石):熔點高、化學性質穩定,易在玻璃中形成結石,影響後期加工(如切割、鑽孔)及成品質量。