行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
石英玻璃碇 第3部分:等离子化学气相沉积法
建议项目名称
(英文)
Silica glass ingot Part 3: Chemical vapor deposition method with plasma flame
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
81.040.30
中国标准分类号
Q35
牵头单位
中国建材检验认证集团股份有限公司
体系编号
1-05.5.3
参与单位
中国建筑材料科学研究总院有限公司
计划起止时间
2019~2021
目的、意义
或必要性

石英玻璃碇是以天然石英(水晶或高纯度的石英砂等)或合成硅烷(四氯化硅或三氯甲硅烷等含硅化合物)为原料经高温熔化或化学气相沉积而成,进而加工成各种石英玻璃管、棒、环、片、法兰等产品,被广泛应用于电光源、电子、光通讯、仪表、激光、航天、光伏、核技术和国防等领域,已成为近代科学和现代工业不可或缺的高新技术材料。

由于采用原料、生产工艺的不同,各种石英玻璃碇性能及用途有很大差别,因此2010年全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会(SAC/TC 447)提出制定石英玻璃碇系列行业标准,包括五个部分:

其中第1部分、2部分、第4部分均已发布。

本项目提出制定《石英玻璃碇 3部分:等离子化学气相沉积法》行业标准。此类产品是以四氯化硅等无氢含硅化合物为原料,在等离子火焰中利用高温下气相化学反应和沉积制得。其具有以下特点:1)超高纯,杂质元素含量很低,不大于2μg/g2)低羟基,羟基含量小于5μg/g,与其他种类石英玻璃碇相比羟基含量最低。3)高透,1903200nm光谱范围内透过率均大于80%,紫外区、近红处区均无明显吸收峰。4)无气泡和其他外观缺陷,包括无微小气泡。5)由于其玻璃结构中硅氧网络结构最为完整,因此具有高稳定性、高硬度、高弹性模量等力学性能。所以此类石英玻璃碇是制备惯性导航系统中高精度高稳定力学敏感元件(石英摆片、半球谐振子)的首选材料;其还可用于制备高能激光透镜、高精密红外透镜、精密光学棱镜/透镜、深紫外光刻机掩模板、高稳定性力学振动器件等。这些高端用途对石英玻璃碇外观质量、纯度及光学性能提出更高要求,目前国内石英玻璃行业暂无相关技术标准,现有标准JC/T 185-2013 《光学石英玻璃》技术要求不能满足供需双方的需求,因此亟需制定标准以保证该类产品品质。促进我国相关行业的发展并推动我国石英行业技术的整体进步,提高我国石英玻璃基础材料的国际竞争力,同时为国家相关部门监督产品质量提供可靠的科学依据。


范围和主要
技术内容

本标准适用于以四氯化硅等无氢含硅化合物为原料,在等离子火焰中利用高温下气相化学反应和沉积生产而成的石英玻璃碇。

    标准的主要技术内容包括:规定了等离子化学气相沉积法合成的石英玻璃碇的术语及定义、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。


国内外情况
简要说明

1.          国内外对该技术研究情况简要说明:国内外对该技术研究的情况、进程及未来的发展;该技术是否相对稳定,如果不是的话,预计一下技术未来稳定的时间,提出的标准项目是否可作为未来技术发展的基础;

中国建筑材料科学研究总院从2000年开始等离子化学气相沉积法(以下简称PCVD)工艺制备石英玻璃碇的研制;以中国工程院顾真安院士为核心的高性能石英玻璃科研团队,通过自主创新、艰苦奋斗,率先实现了国内PCVD工艺制备石英玻璃碇零的突破,建立了国内第一条PCVD工艺线。2010~2019年间PCVD技术取得了突飞猛进的发展,成功突破了PCVD200kW高频等离子发生器制备的技术难题,进行了系统的工艺探索,开展了计算机数值模拟实现PCVD工艺控制参数化,集成优化了PCVD工艺装备实现第三代中央控制的装备系统,建成了高水平的PCVD工艺系统。

目前,中国建材总院不仅具备此类石英玻璃碇的生产条件,而且实现了高品质石英玻璃碇的稳定批量生产,现具备年产500kg高品质石英玻璃碇的生产能力,并已向国内多家科研机构供货。

美国、俄罗斯等发达国家对我国PCVD工艺制备石英玻璃碇实施禁运和技术封锁,经查询,在美国康宁、德国贺利氏等全球知名石英玻璃制造商的产品目录内均无该石英玻璃碇牌号。

2.          项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:该标准项目是否有对应的国际标准或国外先进标准,标准制定过程中如何考虑采用的问题;

3.          与国内相关标准间的关系:该标准项目是否有相关的国家或行业标准,该标准项目与这些标准是什么关系,该标准项目在标准体系中的位置;

目前相关标准包括JC/T 2392《石英玻璃碇》及JC/T 185-2013 《光学石英玻璃》。

其中JC/T 2392《石英玻璃碇》分为五个部分:

——1部分:气炼熔融法;

——2部分:氢氧焰化学气相沉积法;

——3部分:等离子化学气相沉积法;

——4部分:等离子体熔融法;

——5部分:电熔法。

本标准是系列标准中的第3部分。

JC/T 185-2013 《光学石英玻璃》的对石英玻璃碇加工而成的光学石英玻璃成品的要求,而且标准范围不包含等离子化学气相沉积法生产的石英玻璃这类产品。因此,本标准规定的内容与JC/T 185-2013不矛盾。

该标准项目在标准体系中的位置是石英玻璃中的其他,体系编号为1-05.5.3

4.          指出是否发现有知识产权的问题



备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。