> 石英玻璃机械加工
为控制石英玻璃与HF酸的反应 ,实现石英玻璃精密元件的化学蚀刻 ,系统研究 3类石英玻璃与HF酸反应的动力学过程。
研究表明 :石英玻璃与HF酸的反应速度由化学反应控制 ,其中≡SiOSi≡网络中SiO键的断裂决定反应速率 ;影响反应速率的主要因素包括反应温度、HF酸中活性成分与浓度以及石英玻璃结构。
Ⅰ类石英玻璃在金属坩埚中熔制 ,金属杂质含量高 ,结构中存在较多缺陷 ,导致反应速率最快 ;而Ⅲ类石英玻璃中羟基含量高是反应速率高于II类石英玻璃的主要原因 ;各类石英玻璃在HF酸中的反应活性依次是Ⅰ Ⅲ Ⅱ类。
反应过程中 ,HF酸中的活性成分 (HF) 2 或HF- 2 吸附于石英玻璃表面 ,对Si原子产生亲核性侵蚀使SiO键断裂 ,而H+ 对反应起催化作用。
在HF酸高浓度区 (7mol/L)反应速率快速增长的原因是溶液中生成更多活性较大的 (HF) nF- 离子。
石英玻璃是SiO2 单一成分的玻璃 ,具有纯度高、光谱透过范围
系统研究四类石英玻璃受HF酸腐蚀后的表面形貌,以及不同加工方法对其腐蚀表面质量的影响。
结果表明,Ⅰ类石英玻璃体相结构中含有大量气泡、颗粒、条纹缺陷,导致其腐蚀表面质量差。
Ⅲ、Ⅳ类玻璃
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