石英ガラス対石英ガラス：違いは何ですか？

様々なシリカ系材料を記述するために使用される用語のリストは、混乱し、長く、しばしば誤解されています。

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この記事では、石英ガラスと石英の固有の特性と、これらの用語を取り巻く混乱を解消するためのいくつかの関連材料について説明します。

石英対シリカ

石英ガラスと石英に関して知っておくべき最も重要なことの一つは、それらが両方とも主に二酸化ケイ素としても知られているシリ シリカは、ほとんどのタイプのガラスの主要成分であり、化学式Sio2を有する。

ミネラルクォーツは、シリカが自然界に存在する主な形態です; 鉱物石英は、地球の地殻のかなりの部分を構成し、硬質で透明な結晶性材料である。 シリカのほかに、石英はまた、その地質学的起源に依存している様々な割合で天然に存在する不純物を含んでいます。

“シリカ”とは、化学式Sio2を持つ特定の化合物である二酸化ケイ素を指します。 その間、水晶は主に無水ケイ酸から成っているが、ある不純物を含んでいる自然発生する結晶の鉱物です。

結晶性固体と非晶質固体

シリカ系材料の違いを理解するためには、まず非晶質固体と結晶性固体の基本的な違いを理解する必要があります。

原子が固体の内部に配置される方法は、違いを定義する方法です。 構成原子は、結晶性固体中の結晶格子として知られている規則的な、繰り返しパターンに配置されています。 結晶性シリカ系材料の一例は石英である: 酸素原子とケイ素原子は明確に定義された秩序構造に配置されている。

しかし、非晶質固体中の原子は長距離秩序を持たない。 非晶質固体では、分子の一見ランダムな配置は、それらが動き回らず、代わりに所定の位置に固定されていることを除いて、液体の配列に似ています。

アモルファス固体は、私たちが”ガラス”と考えるほとんどの材料を構成しています。 実際、「ガラス状」という用語は、非晶質原子構造を有する任意の材料を記述するために使用することができる。

材料の特性は、その原子がランダムに配向しているか、秩序ある方法で配置されているかに基づいて深く影響を受ける可能性があります。 非晶質固体によって示されるガラス転移効果は、これの最も顕著な例の一つである。

シリカや他の酸化物系材料の領域を超えて、無秩序な”ガラス状の”金属は、他の従来の金属と比較して異常な機械的特性のために使用されることが

石英およびその他のシリカ系材料は、それらが非晶質であるか結晶性であるか、およびそれらの化学組成の両方によって特徴付けることができる。

シリカ系材料の定義

基礎が確立されたので、本稿では溶融シリカ、石英、およびその他のシリカ系材料の違いを探ります。

石英

石英は、前述のように、自然に発生するシリカの主要な形態です。 水晶はまだ化学構造および出現の点では両方ガラスに類似している間、ガラスからの非常に明瞭な特性があることを意味する結晶の固体です。

石英（結晶性鉱物を意味する）の工業的用途は限られています。 しかし、水晶振動子は、腕時計で最も身近な電子システムで発見されています。

工業用石英用途では、製造された”合成石英”を使用することがあります。 この材料はおそらくより正確に結晶性シリカとして記述されるが、しばしば単に「石英」と呼ばれる。”

溶融シリカおよび溶融石英

ここでの”溶融”という言葉は、処理ステップを指します。

溶融シリカには添加物は含まれていませんが、多くの点で他のガラスに似ています。 石英ガラスに、専門材料として、複数の高性能適用があります。

“石英ガラス”と”石英ガラス”という用語は、しばしば交換可能な使用があります。 しかしながら、「石英ガラス」は、より具体的には、天然に存在する石英を溶融することによって形成される非晶質固体を指す。 これは石英ガラスが表面上純粋なSio2である間、石英ガラスが使用されたものを水晶に依存した不純物を含んでいることを意味します。

シリカガラスと石英ガラス

両方の用語は、多くの場合、より一般的な方法で使用され、通常は交換可能であると考えられています。 これらの用語は、石英ガラスまたは石英ガラスのいずれかを指すことができます。

石英ガラスの用途

石英ガラスの非晶質構造は、石英と化学的に類似しながら、いくつかの非常に望ましいと明確な電気的、機械的、熱的特性を与え

ガラスには、物理的および化学的特性を改善し、ガラス加工（溶融）温度を下げるために、アルカリ土類、アルカリまたは他の酸化物などの添加剤を含 これはそれで他のガラスからの異なった特徴を提供している間より高い働く温度を持っていることを起因します。

溶融シリカは、熱膨張係数が非常に低いため、加熱または冷却したときに膨張または収縮しません。 これは石英ガラスが割れることなしで非常に急速な暖房か冷却に抗でき、熱衝撃に対して非常に抵抗力があることを意味します。

石英ガラスの熱特性により、ガラス製造、製鋼用ボート、トレイ、るつぼなどの高温工業部品に非常に価値があります。

石英ガラスが透明で、遠赤外線から深紫外まで広がっている非常に広いスペクトルの光があります。 これはレンズ、ミラーおよび他の紫外線またはIR送信の光学の範囲の、また光ファイバーの主要部分を溶かされるようにする。

溶融シリカは、ほとんどの酸（フッ化水素酸を除く）に対して耐性があり、また非常に化学的に不活性である。 化学的に不活性であることは多孔性の無水ケイ酸の形で生物医学的な適用に石英ガラスを、頻繁に貸す。

強度、透明性、熱安定性の組み合わせにより、溶融シリカは、エッチングされたマイクロ波回路、フォトリソグラフィ基板、半導体デバイスの保護層

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