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航天航空石英玻璃有哪些特性?(石英玻璃生产)

航天航空石英玻璃有哪些特性?(石英玻璃生产)

石英玻璃:优异的性能,玻璃材料中的"王冠

航天航空石英玻璃是一种主要由二氧化硅组成的无机非金属矿物。它是一种透明或半透明的晶体,一般为无色或乳白色,质地坚硬,通常含有少量杂质。当杂质较少时,石英呈透明晶型(即天然晶体),而当杂质较多时,透明度降低。石英是地球表面分布最广泛的矿物之一,其理化性质非常稳定,是生产石英砂的原料,最常用的石英矿通常称为硅石。

石英玻璃

航天航空石英玻璃是由单组分二氧化硅组成的特种工业技术玻璃,具有优良的物理化学性能,是玻璃材料中最综合的性能之一。它叫"玻璃王"。广泛应用于光源、航天航空石英玻璃、光通信、光伏、仪器、激光、空间核技术和国防等领域。普通石英玻璃是以天然晶体或二氧化硅为原料,经高温熔炼而成;有一种高纯度、高质量的石英玻璃,它是由无机或有机硅等液体化合物如四氯化硅经火焰水解而成,称为合成石英玻璃。


石英玻璃具有很低的光谱损耗,是制作光纤的主要数据。石英玻璃具有从紫外到红外的宽透射区,具有良好的抗冷、耐热性能,是航空航天不可替代的光学数据。紫外灯的光学石英玻璃用石英玻璃纤维和掺杂石英玻璃,冶金用石英玻璃陶瓷,化工用耐酸石英玻璃管。石英玻璃产品在人民经济建设和国防建设中发挥着重要作用。

石英玻璃是地球表面分布最广泛的矿物之一。SiO 2通常含有少量的杂质元素,如Al2O3、CaO、MgO等。石英矿床有石英岩、石英砂岩、天然石英砂、脉石石英、石英等多种类型。中国石英资源丰富,已探明有140亿吨以上的高品位石英矿床,主要分布在广东、广西、海南、福建、云南、四川、江苏、黑龙江等地。从国家的角度来看,江苏省东海是高档石英原料的主要生产区,其石英管和石英砂原料产量占全国的80%以上。我国用于生产高纯石英玻璃的石英矿石多产于交代岩带伟晶岩中,形成于岩浆热液条件下。

虽然石英含量高,但存在许多缺点,如石英中流体杂质多、矿体规模小、矿石质量不稳定等。由于矿山特点的限制,我国净化高纯石英砂的设备和工艺较为复杂(美国云敏采用的石英矿石为白冈岩等)。等由于矿山特点的限制,我国高纯石英砂的净化设备和工艺较为复杂。该矿体具有规模大、流体杂质少、质量稳定等优点。"高纯石英砂用于高端,净化工艺复杂,高阻隔石英是一种天然矿物,需要经过粉碎、筛分、酸洗、洗涤、煅烧等工艺才能制得石英砂,作为石英玻璃原料,通过熔融工艺生产石英玻璃及其制品。

航天航空石英玻璃透波材料用于制造飞机、导弹的雷达天线罩和天线窗板。对它的基本要求是:具有较大的透波率(功率透过系数),低的反射率和损耗,对雷达的天线方向性图影响很小,满足雷达搜寻及瞄准目标的精度等要求。天线罩(板)的最大功率反射系数与其材料的介电常数ε和介电损耗正切角tgδ有关。由于电磁波传输过程存在叠加现象,因此对各种结构的天线罩(板)都存在某一理想的厚度,即最佳厚度。在此厚度下两个表面反射的电磁波叠加后最小,以降低反射对雷达性能的影响。天线罩(板)对电磁波的吸收将损耗电磁波的能量,致使雷达的有效作用距离减小。材料介质损耗愈小,罩壁愈薄,被吸收的能量愈少,因而功率透过系数愈大。

航空航天设备,一般采用金属材料作为骨架。金属材料的特点之一是静电屏蔽,即不通过电磁波。飞机或导弹火箭等,需要电磁波来控制或传输信号,所以需要一个窗口,它不能用金属材料,而是用石英玻璃纤维制成的复合材料。这是航天航空石英玻璃在航空航天领域的主要用途。飞机的机头面积很大,是由石英纤维布制成的复合材料制成的。


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