石英玻璃的耐热性和化学稳定性是通过其独特的物理和化学特性实现的。以下是对这两个特性的详细解释：
耐热性
石英玻璃的耐热性主要源于其高温下的稳定性和高黏度。
高温稳定性：石英玻璃在高温下仍能保持其形状和性能的稳定。这得益于其微观结构中Si-O化学键的强键能和高熔点。石英玻璃的熔点非常高，达到2100°C，这意味着在远低于此温度的环境下，石英玻璃能够保持固态而不发生熔化。
高温黏度：石英玻璃在高温时黏度非常大，这使得其在高温下不易变形。例如，在1100°C时，石英玻璃的黏度足以抵抗自重引起的变形；而在更高的温度（如1300°C）下，虽然黏度有所降低，但长期使用仍会保持相对稳定。
长期使用温度：基于上述特性，石英玻璃的长期使用温度被确定为1100°C，而短期使用温度可达1400°C。这使得石英玻璃在高温环境中具有广泛的应用潜力。
化学稳定性
石英玻璃的化学稳定性主要源于其单一的化学组成（SiO₂）和紧密的微观结构。
单一化学组成：石英玻璃主要由二氧化硅组成，这种单一的化学组成减少了与其他化学物质发生反应的可能性。
紧密微观结构：石英玻璃的微观结构由二氧化硅四面结构体结构单元组成，这些结构单元之间通过强键能连接，形成紧密的网络结构。这种结构使得石英玻璃能够抵抗多种化学物质的侵蚀。
耐酸性能：石英玻璃对除氢氟酸和热磷酸以外的酸具有良好的耐酸性。这是因为氢氟酸能够破坏Si-O键，而热磷酸则可能与石英玻璃发生复杂的化学反应。然而，对于其他酸类，石英玻璃表现出较高的化学惰性。
对碱和碱土化合物的敏感性：尽管石英玻璃对大多数酸具有良好的耐腐蚀性，但它对所有碱和碱土化合物都非常敏感。这些化合物极轻微的痕量也会促使石英玻璃在高温下产生析晶现象。因此，在使用石英玻璃时，需要避免与这些化合物接触或进行预处理以减少其影响。
综上所述，石英玻璃的耐热性和化学稳定性是通过其高温下的稳定性和高黏度、单一的化学组成以及紧密的微观结构等特性共同实现的。这些特性使得石英玻璃在多个领域都具有广泛的应用价值。
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