セラミック製品に応用される石英（SiO₂）およびコンポーネント | 30年以上の先進セラミック部品およびコンポーネントメーカー

セラミック製品に応用される石英（SiO₂）

クォーツはその名前の通りガラスの一種ですが、一般的なガラスは多くの成分から成り立っているのに対して、クォーツはSiO₂のみで構成されています。クォーツは金属の不純物が非常に少量しか含まれておらず、最大で10ppm（百万分の一）までしかありません。最小の状態では通常10ppb（十億分の一）以下であり、その高純度のため、クォーツ自体が他のガラスでは表現できない特性と利点を持っています。

石英（SiO₂）材料は非常に低い熱膨張係数、高温耐性、高い耐摩耗性、良好な化学的安定性、電気絶縁性、低く安定した遅延、近紫外線（赤外線）可視光透過率、高い機械的特性などを特徴としています。

したがって、高純度の石英材料は現代の電子技術、半導体、通信、電気光源、太陽エネルギー、国防高精度計測器、実験室の物理化学器具、原子力、ナノ産業などで広く使用されています。

半導体の応用
半導体の製造プロセスでは、主に石英材料が石英管炉、石英ボート、石英リング、石英タンク、窓、プロセス装置などの関連する石英部品に使用されます。
石英の加工には、表面研削、研磨、円筒切断、切断、溝加工、曲線加工、特殊形状加工、超微細穴あけ、膜コーティングなどが含まれます。

石英の特性

1. 光の透過性が高い
石英の光の透過性は、可視光だけでなく、紫外線から赤外線までの波長の光にも優れた透過性があります。
2. 高純度
SiO₂のみで構成されているため、金属の不純物は微量しか含まれていません。
3. 耐熱性
軟化点が約1700°Cであり、1000°Cという高温でも使用することができます。熱膨張係数が小さく、急激な温度変化にも耐えることができます。
4. 薬品侵食耐性
優れた化学的耐性を持ち、非常に安定した化学特性を備えています。

石英材料の特性表

1. 材料の不純物含有量分析（SIO₂含有量：≥ 99.995%）

Fe	Mg	マンガン	カリウム	リチウム	コバルト	ニッケル	銅	ナトリウム	ホウ素	チタン	カルシウム	アル
1.2	0.4	0.1	2.0	0.5	< 0.02	0.03	0.57	2.3	0.8	0.1	0.8	16

2. 光学テスト：屈折率と分散値（na = 1.45845）

カテゴリー	20°C	UV	IR	可視光
Na値	1.4586 ± 4 x 10^-4	1.5341 - 1.4942	1.4251 - 1.47451	1.4698 - 1.45413
Mean dispersion and dispersion coefficient / Nf-Nc=0.00674 ±3 x 10^-4 / Dispersion coefficient Y= 680

3. 熱試験

熱膨張係数	温度 °C	100	300		500	700	900		1100
熱膨張係数	Thermal Expansion Coefficient x 10^-7	5.11	5.92		5.65	5.73	5.52		5.48
熱伝導率 W/m°C	温度 °C	20	100		200	300	400		950
熱伝導率 W/m°C	熱伝導率	1.38	1.47		1.55	1.67	1.84		2.68
熱エネルギー率 J/Kg°C	温度 °C	20		100		500		900
熱エネルギー率 J/Kg°C	熱エネルギー率	690		772		964		1052

4. 電気試験

電気性能	誘電率（E）	20°C	23°C	28°C
	誘電率（E）	3.7	3.77	3.81
	(Tgδ)	1 kHz	1-1000 MHz	3 x 10^-4MHz
	(Tgδ)	0.0005	0.0001	0.0004
	抵抗率係数 (Ω cm)	20°C	400°C	800°C	1200°C
	抵抗率係数 (Ω cm)	10¹⁶	10¹⁰	6.3 x 10⁶	1.3 x 10⁵

5. 材料と酸化物の反応

AIO₃	MgO	CaO	ZnO	酸化鉄	銅酸化物	バリウム酸化物	塩基酸化物	鉛酸化物
> 1200°C	> 950°C	> 1000°C	> 800°C	> 950°C	> 950°C	> 900°C	> 800°C	溶融状態

6. 機械的特性

密度	2.21 g/cm³	圧縮強度	6000N/mm² 160000psi	延伸強度	50 N/mm²	トルク力	30 N/mm²
モース硬度	5.5 - 6.5 N/mm²	トルク係数	3.1 x 10⁴ N/mm²	曲げ耐久性	67 N/mm²	音速	5720m x s