石英ガラス｜ガラスの種類辞典

石英ガラスは、最高使用温度1000度の耐熱ガラスです。成分が100%「二酸化ケイ素」で構成されています。

• 溶融石英
• 溶融シリカ
• シリカガラス
• 二酸化ケイ素
• SiO2
• 無水ケイ酸
• シリカ
• silica

などの別名で呼ばれることもあります。

石英ガラスは、最高使用温度1000度の耐熱ガラスで、金属不純物の割合が極端に少ないために、透明度が高く、熱に強く、高純度で、薬品に侵されにくいという特徴を持っています。

この特徴をいかして水銀灯、殺菌灯、赤外線ランプ等に使用されています。

近年ですと「光ファイバー」をはじめ、半導体精製容器、シリコン単結晶成長容器、半導体化効用炉材にも利用されており、情報化に役立っています。

※ 「石英ガラス管」の耐熱温度も同じです。

石英ガラスは火の中に入れて急激に加熱しても、赤熱状態から水中に入れて急冷しても割れず、バーナーで焙っても形が崩れず、濃酸につけてもなかなか溶けない丈夫なガラスのため、「ガラスの王様」と呼ばれています。

石英ガラスは 約2000℃ という高温度でなくては融けません。その為、特殊な製造方法で作られています。

石英ガラスの伝統的製造方法は、以下の4つが代表的です。

• 天然石英を電気で溶かし作製。
• 天然石英を圧縮した酸素と水素の混合ガスによる炎で直接加熱し溶かして作製。
• 「シラン化合物」を圧縮した酸素と水素の混合ガスによる炎で熱し、水と反応させ分解。生じたガラスの微粒子を直接積み重ね、固めて作製。(シラン：水酸化ケイ素)
• シラン化合物を分子分解し、生じたガラスの微粒子を積み重ね、固めて作製。(シラン：水酸化ケイ素)

上記の方法によって作成された石英ガラスは性質が違います。その具体的な違いは下記の通りです。

• 金属不純物が比較的多いもの、極めて少ないもの。
• 水があるもの、ほとんど無いもの。
• 光学的に均一なもの、不均一なもの。
• 一定の波長の紫外線を吸収するもの、しないもの。

「合成石英ガラス」と「石英ガラス」は違うものです。人工的に石英ガラスをさらに高純度 (泡や異質物、不純物が極めて少ない様子) にしたものを合成石英ガラスと呼びます。

合成石英ガラスは主に、光ファイバーや、半導体製造用器具、液晶ディスプレイなどに使われています。

石英ガラスの軟化点は 約1700℃ほど です。

石英ガラスを変形させるには、加工温度である 1900℃ でも、相当強い力が必要です。石英ガラスは気体の蒸気圧が大きいために、固体から直接気体に移行するので融液状態にはなりません。

「溶融石英ガラス」と「石英ガラス」は同じものです。厳密には、水晶の粉末を、酸水素火炎や電気等で溶かして作る石英ガラスの事を、溶融石英ガラスと呼びます。

一般的な「石英ガラス (溶融石英ガラス)」の光透過率は下記グラフの通りです。

• 縦軸は透過率 (transmittance：%)
• 横軸は波長 (wavelength：nm)
• グラフ内の数値は板厚 (thickness：mm)

を示します。

「JIS Z 8120」によれば、可視光線として肉眼で捉えられる範囲は 360nm ～ 400nm であるとされ、紫外線はこれよりも小さい (短い) 波長を指します。

一般的な「合成石英ガラス」の光透過率は下記グラフの通りです。

• 縦軸は透過率 (transmittance：%) 
• 横軸は波長 (wavelength：nm) 
• グラフ内の数値は板厚 (thickness：mm)

を示します。

「JIS Z 8120」によれば、可視光線として肉眼で捉えられる範囲は 360nm ～ 400nm であるとされ、紫外線はこれよりも小さい (短い) 波長を指します。

平面度とは、平面の滑らかさを表す数値です。

以下の数値は、3次元測定器を使用し、厚さ5ミリの「溶融石英ガラス」を測定した値です。

※この数値は、実験で行った際に出た参考値で、製品を保証するための数値ではありません。

石英ガラスは、インゴットから切り出し、材料の表面を研磨する硝材になります。
厚みによって研磨の精度も変わるため、上表の値と数値も異なってきます。

標準品の石英ガラスは、覗き窓などに使用することを想定しているため、平面度の精度はそれほど高くありません。平面度の優れた石英ガラスをお求めの場合は、表面の研磨加工をオススメします。