石英玻璃离子扩散及透气性怎样？

石英玻璃的结构十分松弛，甚至在高温下还允许某些气体的离子通过网络进行扩散，其中以钠离子的扩散为最快。石英玻璃的这一性能对于使用者尤为重要，例如，半导体工业用石英玻璃作为高温容器或扩散管时，由于半导体材料要求很高的纯度，所以要求与石英玻璃接触的作为炉衬的耐火材料必须预先经过高温和清洁处理，除掉钾、钠等碱性杂质，然后才能放入石英玻璃内使用。各种离子在石英玻璃中的扩散系数见表3 　　

表3 各种离子在石英玻璃中的扩散系数 　　

透明石英玻璃 合成石英玻璃　

　Na+ 2×10-4 5×10-5 　　

Ca2+ 2×10-8 　　

Al3+ ＜10-12 ＜10-12 　　

Ag+ 10-5 10-7 　　

注： 　　1.在1100℃下的扩散系数 　　2.单位：厘米2/秒 　　在常温下，可以认为石英玻璃是不透气的，在高温（例如700℃）下，某些气体的透气常数也很小。因此可以用在高温高真空装备中。

石英玻璃的透气常数及用石英玻璃作容器连续抽真空所的最高真空度见表4、表5. 　　

表4 石英玻璃容器连续抽真空所获得的最高真空度（实验条件） 　　种类 真空度（毫米汞柱）及温度（℃） 　

　20 900 　　

透明石英玻璃 3.7×10-6 7.0×10-6 　　

不透明石英玻璃 1×10-5 7.4×10-6 　　

表5 石英玻璃的透气常数K 　

　气体 透气常数K 　　

200℃ 400℃ 600℃ 700℃ 800℃ 900℃ 1000℃ 　

　氦 1.39 6.15 16.4 21.9 28.5 36.2 45.4 　

　氢 0.022 0.37 1.43 2.52 4.25 6.40 10.00 　　

   氘（重氢） 17 　

　氖 2.8 4.2 　　

    氩 ＜10-15 　

　氧 ＜10-15 　

　氮 ＜10-15 　　

单位：×10-10厘米3.毫米/秒.厘米2乇（在标准压力下）

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