石英晶体(Quartz)是地壳中含量最丰富的矿物之一,主要成分为二氧化硅(SiO2),莫氏硬度 7,具有优异的透光性、耐高温性和压电效应,是光学、电子、半导体行业的基础材料。加工石英晶体的主流精密切割方式是环形金刚石线锯,切缝窄、崩边小、表面质量好。
石英晶体的核心特性
- 高硬度脆性:莫氏硬度 7,性脆,传统砂轮切割易崩边开裂;
- 耐高温:软化点约 1730℃,热膨胀系数极低,抗热震性能优异;
- 光学性能:紫外到红外波段均有良好透过率,是光学窗口、透镜的首选材料;
- 压电效应:水晶振子(晶振)是电子钟、通信设备的核心元件。
主要应用领域
半导体行业的石英坩埚、石英舟、石英管;光学行业的棱镜、透镜、窗口片;电子行业的晶振基片;光伏行业的石英器皿。高纯石英砂还是拉制单晶硅坩埚的核心原料。
石英晶体的切割加工要点
石英属于典型硬脆材料,切割时崩边是最常见缺陷。环形金刚石线锯以 0.35–0.65mm 细线径、高线速度实现”以磨代切”,切缝仅比线径宽 0.05mm 左右,崩边可控制在 0.1mm 以内。我们曾实测 Ø415mm 石英工件以 80mm/min 进给高速切割,TTV 与粗糙度数据详见石英高速切割实测报告。
常见问题
石英晶体和石英玻璃是一种东西吗?
不是。石英晶体是天然或人工生长的单晶 SiO2,有压电性;石英玻璃是熔融态 SiO2 急冷形成的非晶态材料,两者用途和加工参数都不同。
切石英用多粗的金刚石线?
精密切片推荐 0.35–0.45mm 线径;截断、开方等粗加工可用 0.65mm 以上线径换取更高进给速度。