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一、物理特質

1. 高純度與低雜質

• 外觀：通常為白色粉末或顆粒狀，顆粒均勻，雜質（如鐵、鋁、鈣、鎂等金屬離子）含量極低（總雜質含量≤10ppm），肉眼觀察無可見色心或異物。

• 晶體結構：主要成分為 α- 石英（三方晶系），經高溫處理可轉變為 β- 石英（六方晶系），但純度不影響晶體結構的基礎穩定性。

2. 粒度與表面特性

• 粒度范圍：可根據需求加工為不同粒徑，如微米級（1-100μm）或亞微米級（<1μm），顆粒形狀多為近球形或棱角狀，表面光滑，分散性好。

• 比表面積：粒度越小，比表面積越大（如 1μm 粒徑的比表面積可達 10-20 m2/g），適用于需要高反應活性的場景。

3. 密度與硬度

• 密度：真密度約為 2.65 g/cm3，堆積密度隨粒度變化（通常為 1.5-2.0 g/cm3），顆粒越細，堆積密度越低。

• 莫氏硬度：7 級，硬度高，耐磨性能優異，適合作為研磨材料或高負載結構材料。

4. 熱學特性

• 熔點：約 1713℃，耐高溫性強，可用于高溫環境下的結構件或耐火材料。

• 熱膨脹系數：常溫下約為 0.54×10??/℃（20-100℃），具有極低的熱膨脹率，適合制造精密光學元件或半導體晶圓載體。

• 導熱性：熱導率約為 1.4 W/(m?K)（常溫），屬于低熱導材料，可用于隔熱場景。

5. 光學特性

• 透光率：在紫外 - 可見光 - 近紅外波段（200-2500nm）具有高透光率（如 200nm 紫外光透光率 > 80%），是制造石英玻璃、光纖預制棒的核心原料。

• 折射率：在 589nm 波長下約為 1.544，折射率均勻性極高，滿足光學器件的精度要求。

二、化學特質

1. 高化學惰性

• 酸堿性：呈中性，不溶于水和普通酸（氫氟酸除外），僅能被氫氟酸（HF）和熱濃磷酸腐蝕，（需高溫條件）。

• 耐腐蝕性：對強酸（如硫酸、鹽酸）、強堿（如氫氧化鈉）和有機溶劑（如酒精、丙酮）具有極強的抗腐蝕能力，適用于化學腐蝕性環境。

2. 高純度帶來的穩定性

• 雜質含量：金屬離子（如 Fe、Al、Na、K 等）含量通常低于 1ppm，非金屬雜質（如 Cl、S）含量低于 0.1ppm，避免了雜質引發的電導率升高或化學反應活性增強。

• 氧化還原性：化學價態穩定（Si 為 + 4 價，O 為 - 2 價），在常溫常壓下不與氧氣、氫氣、二氧化碳等氣體反應，高溫下僅與強還原劑（如金屬鎂）發生置換反應

3. 電學特性

• 介電常數：約為 3.8（1MHz），介電損耗低（<1×10??），是制造高頻電路基板、電子封裝材料的理想介質。

• 絕緣性：體積電阻率 > 1×101? Ω?cm，在高溫下（如 1000℃）仍能保持絕緣性，適用于高壓、高頻電子器件。

三、應用領域與關鍵性能關聯