石英玻璃是由高纯度二氧化硅（SiO₂）经高温熔融形成的非晶态特种玻璃，其微观结构由二氧化硅四面体单元构成，兼具短程有序和

石英玻璃是由高纯度二氧化硅（SiO₂）经高温熔融形成的非晶态特种玻璃，其微观结构由二氧化硅四面体单元构成，兼具短程有序和

长程无序特性 。作为“玻璃之王”，它以单组分纯度高（通常纯度≥99.9%）、硬度达莫氏7级著称，通过天然石英（水晶、石英砂）

熔融或合成硅烷气相沉积等工艺制成 。石英玻璃在半导体、光学、航空航天等领域不可或缺，例如用于制造光掩膜基板、激光器透镜

及宇宙飞船耐高温视窗 。

热学性能

超低热膨胀：平均热膨胀系数仅5.0×10⁻⁷/°C，仅为普通玻璃的1/10–1/20，抗热震性极强，可承受1000℃高温投入冷水的剧烈温差

而不破裂 。

耐高温性：长期使用温度达1100–1200℃，短期可耐受1400℃；电熔石英玻璃在惰性环境中最高使用温度可达1600℃ 。

光学性能

宽光谱透射：紫外（185nm）至红外（3500nm）波段透光率均超过80%，尤其紫外截止波长为0.18μm，是唯一透远紫外光的材料；

合成石英玻璃在193nm深紫外波段的透射率可达99%以上，适用于光刻机镜头 。

抗辐射损伤：受高能射线照射后不易发暗或形成色心，适合航天器抗辐射视窗 。

化学稳定性

耐腐蚀性：除氢氟酸和热磷酸外，常温下对多数酸、盐溶液稳定，仅高温碱金属会引发腐蚀；羟基（OH⁻）含量影响红外吸收，电熔

石英羟基可低至1ppm 。

析晶倾向：高温（>1000℃）下易因表面污染发生析晶，导致密度变化和局部剥离，需表面洁净处理以延长使用寿命 。

机械与电学特性

高强度与脆性：抗压强度达1100MPa，但抗拉强度仅50MPa；维氏硬度480HK，加工需避免拉力 。

高绝缘性：常温电阻率>10¹⁴Ω·cm，击穿电压30kV/mm以上，高温下仍保持优良介电性能，适合高频高压设备绝缘部件 。

应用适配性

半导体制造：石英坩埚用于单晶硅生长，清洗槽、扩散管等辅材纯度需≤1ppm金属杂质，合成石英光掩膜基板支撑高精度光刻 。

光纤与光学：光纤预制棒核心材料，透镜、棱镜等光学元件对折射率均匀性误差要求≤±0.0001，满足激光器、天文望远镜需求。

石英玻璃通过工艺优化及掺杂改性，持续赋能5G通信光子芯片、新能源光伏热场等前沿领域 。

1/10–1/20，抗热震性极强，可承受1000℃高温投入冷水的剧烈温差

而不破裂 。

耐高温性：长期使用温度达1100–1200℃，短期可耐受1400℃；电熔石英玻璃在惰性环境中最高使用温度可达1600℃ 。

光学性能

宽光谱透射：紫外（185nm）至红外（3500nm）波段透光率均超过80%，尤其紫外截止波长为0.18μm，是唯一透远紫外光的材料；

合成石英玻璃在193nm深紫外波段的透射率可达99%以上，适用于光刻机镜头 。

抗辐射损伤：受高能射线照射后不易发暗或形成色心，适合航天器抗辐射视窗 。

化学稳定性

耐腐蚀性：除氢氟酸和热磷酸外，常温下对多数酸、盐溶液稳定，仅高温碱金属会引发腐蚀；羟基（OH⁻）含量影响红外吸收，电熔

石英羟基可低至1ppm 。

析晶倾向：高温（>1000℃）下易因表面污染发生析晶，导致密度变化和局部剥离，需表面洁净处理以延长使用寿命 。

机械与电学特性

高强度与脆性：抗压强度达1100MPa，但抗拉强度仅50MPa；维氏硬度480HK，加工需避免拉力 。

高绝缘性：常温电阻率>10¹⁴Ω·cm，击穿电压30kV/mm以上，高温下仍保持优良介电性能，适合高频高压设备绝缘部件 。

应用适配性

半导体制造：石英坩埚用于单晶硅生长，清洗槽、扩散管等辅材纯度需≤1ppm金属杂质，合成石英光掩膜基板支撑高精度光刻 。

光纤与光学：光纤预制棒核心材料，透镜、棱镜等光学元件对折射率均匀性误差要求≤±0.0001，满足激光器、天文望远镜需求。

石英玻璃通过工艺优化及掺杂改性，持续赋能5G通信光子芯片、新能源光伏热场等前沿领域 。