石英玻璃的透气性是一个相对复杂且受多种因素影响的特性。以下是对石英玻璃透气性的详细分析:
在常温下,石英玻璃基本上可以认为是不透气的,这意味着在常规环境下,气体难以通过石英玻璃进行显著的渗透。但是,石英玻璃的结构松驰,在高温下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较快。
石英玻璃允许某些特定气体(如氦、氢、氘和氖)在高温下渗透。这些气体的渗透速度和温度及气体分压密切相关,随温度的增加而加快。氦气的选择性渗透是石英玻璃净化氦的基本原理,其渗透速度在特定条件下相对较快。石英玻璃的透气性还受其纯度、工艺过程及热工制度的影响。微量杂质的存在可能会改变石英玻璃的透气性,同时工艺过程或热工制度的疏忽也可能导致外观质量缺陷,进而影响其透气性。
石英玻璃的这一性能对于使用者成为重要。例如,在半导体工业中,石英玻璃常被用作高温容器或扩散管。由于半导体材料对纯度要求极高,因此要求与石英玻璃接触的耐火材料必须预先经过高温和清洁处理,以去除钾、钠等碱性杂质,避免这些杂质通过石英玻璃的透气性进入半导体材料中。石英玻璃在高温高真空设备中也有广泛应用,其良好的透气性(在特定条件下)有助于维持设备的真空状态。