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合成石英玻璃用什么原料制成的

作者:奥固鸿已有:N多人关注

合成石英玻璃以高纯SiCl4或其他含硅化合物为原料。

SiCl4是无色透明液体，极易挥发，有强烈的刺激性气味，水解后生成SiO2和HCl，具有强腐蚀性。
SiCl4的物理性质和化学性质

分子量	液体相对密度	蒸发相对密度	熔点/℃	沸点/℃	蒸发热/(kcal/mol)	生成热/(kcal/mol)	标准生成自由能/(kcal/mol)
169.2	1.41	0.063	-70	57~60	2909.3	6420.5	572.2

注：1kcal=4.18kj
工业上SiCl4的制备实在450~500℃下，将氯气通入含硅量大于95%~99%、粒度3~5mm的硅铁中制得，氯气使用前应脱水净化处理。化学反应如下：

Si+2Cl2 SiCl4
该反应为放热反应，炉内温度随反应加剧而升高，故需控制氯气流量防止反应温度过高，温度过高易生成Si2Cl6、Si3Cl8。反应生成的的Si2Cl4蒸气流入冷凝器，冷却成液体Si2Cl4流入贮罐备用。
SiCl4的另一个来源是综合利用半导体工业制造多晶硅的废料——SiHCl3的高沸点残液，其中主要成分为SiCl4，约占70%。
以上方法制备的SiCl4中通常含有大量杂志氯化物。由于石英玻璃的纯度主要取决于原料纯度，因此SiCl4纯度对合成石英的质量至关重要。提纯SiCl4的方法很多，有精馏、故土吸附、萃取、部分水解、络合等。目前国内多采用精馏提纯，即利用SiCl4与杂质氯化物的沸点不同，进行分馏而制取高纯SiCl4。SiCl4原料中各种氯化物的沸点示于下表：

组分	沸点/℃	组分	沸点/℃
SiHCl SiH2Cl2 BCl3 SiHCl3 SiH4 PCl3 CCl4 POCl3	-30.4 8.3 13 31.5 -111.8 76 77 108.3	SnCl4 CrO2Cl2 VOCl3 AsCl3 TiCl4 PCl5 AlCl3 其他金属杂志氯化物	113 116.7 127 130 136 160 180（升华） >200

分馏提纯多采用填料塔和筛板塔，为避免塔体对产品的污染，最好采用石英玻璃制作塔体。筛板塔内有上百层筛板，每一层筛板相当于一次蒸馏，经过上百层筛板蒸发、冷凝、气液交换将SiCl4分离出来，把不同沸点的杂质氯化物分离出去，制得的SiCl4纯度可达1*10-9。精馏操作过程中必须严格控制全回流时间、电压、塔釜和塔顶温度、出低沸点时间等参数。

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