人类的玻璃制造史可以追溯到五千多年前的古埃及和美索不达米亚，当时的人们用它制作小巧的护身符和珠子。在漫长的岁月里，玻璃的配方和工艺缓慢进化。转折发生在公元前后，罗马人发现了制造更透明玻璃的方法，叙利亚工匠则发明了革命性的玻璃吹制技术，让玻璃器皿从奢侈品走入日常生活。

随着工业革命和现代科技的突飞猛进，对玻璃的要求也越来越苛刻。它不再仅仅是容器或满足透光需求，而需要应用在更极端的环境中。

普通玻璃（主要成分为二氧化硅，但含有钠、钙等多种其他成分）的物理和化学性能已达极限。科学家们意识到，要想突破瓶颈，必须追求极致的纯净。于是，他们将目光投向了地球上最常见、化学性质极为稳定的矿物之一：石英（二氧化硅，SiO₂）。石英是二氧化硅的结晶形态。将纯净的石英在超过1700℃的高温下熔化并快速冷却，防止其重新结晶，就能得到一种内部结构如同“液态快照”的非晶态固体——石英玻璃。

石英玻璃是由二氧化硅( SiO2 ) 单一组分构成的特种工业技术玻璃。由于其具有耐温、耐酸( 氢氟酸和热磷酸除外) 、低膨胀和极佳的光谱透过性等特殊的理化性能，被新材料领域专家誉为“玻璃之王”。广泛应用于半导体工业、光通讯、电光源等高新技术领域，尤其是半导体技术领域中，石英玻璃是不可缺少的辅助材料。由于石英玻璃具有一系列优异的综合性能使其它材料难以替代，尤其在微电子、信息、激光、航空航天、国防军工以及新型电光源等高科技领域被更广泛地应用，是国家战略性产业和支柱性产业发展中不可替代的高纯基础材料。

优异性能

极佳的光谱特性，从紫外到红外极宽的光谱范围内的光学透过能力（Ｔ１５７－４０００ｎｍ ≥８０％），尤其在紫外和深紫外光谱范围内的透过性能是一般光学玻璃所不具备的；

优良的耐高温性能，其软化点与白金的熔点相近，热膨胀系数极小（５．５×１０－７／℃），仅为陶瓷的１／６和普通玻璃的１／２０；

高介电场强度，低介电损失和极低的导电性，是极好的绝缘材料；

较高的纯度，人工合成石英玻璃的金属离子总含量可控制在１×１０－６以内；

同时经过掺杂的石英玻璃具有其他特殊性能，如光谱特性和超低膨胀系数等。

石英玻璃现已成为近代科学技术和现代工业不可或缺的重要材料，在航空航天、激光核技术、半导体集成电路、光电器件和精密仪器等高技术领域具有广泛的应用，主要作为精密光学系统透镜、反射镜、棱镜和窗口等的材料，其性能直接制约着相关装备的分辨率、精度、稳定性和可靠性等性能。

制备方法

以含硅化合物（包括卤化硅，氢化硅及有机硅等）为原料通过化学反应合成得到，称为合成石英玻璃。根据反应原理的不同可以分为三种：

第一种为含硅化合物在无水环境中发生热氧化作用生成SiO2，常见的为等离子体化学气相沉积法（PCVD）；第二种为含硅化合物在氢氧火焰中发生水解反应（往往同时伴随有氧化反应），称为火焰水解沉积法（FHD）；第三种为含硅化合物在水介质中发生水解反应，称为溶胶-凝胶法（Sol-Gel）。其中工业中应用最广泛且最成熟的技术为FHD法，具体包括直接合成法和间接合成法。

在直接合成法中，水解反应在较高的温度下进行，生成的SiO2颗粒呈熔融状态，可以直接沉积到基板上经过冷却得到石英玻璃；而在间接合成法中，水解反应的温度较低，生成的SiO2颗粒呈烟灰状，因此首先沉积得到SiO2疏松体，随后SiO2疏松体经过脱羟、掺杂、烧结及冷却过程得到石英玻璃。

电熔法和两步 CVD 法制备石英玻璃锭的流程对比图

工业中常见的直接合成法为化学气相沉积法（CVD），间接合成法包括在CVD法基础上改良的两步CVD法、气相轴向沉积法（VAD）及管外气相沉积法（OVD）等。

这些方法的区别在于制备工艺和产品不同，如CVD法和两步CVD法主要应用于制备大尺寸石英玻璃锭，而VAD和OVD法主要用于制备石英玻璃光纤预制棒等，但它们的原理都是基于FHD。

为帮助大家系统的、全面的了解光学石英玻璃，由弘燊石英产业大会主办的“2026第六届安徽国际石英产业大会”邀请到了中国建材总院石英所副所长聂兰舰，为我们分享《光学石英玻璃的制备与应用》主题报告。

人物介绍

聂兰舰，建材工业石英玻璃重点实验室主任、中国建筑材料科学研究总院有限公司石英所副所长。自2011年工作以来，一直从事高性能石英玻璃材料的制备技术、装备与标准化等研究工作。先后作为项目负责人主持科研项目10余项，研制出零膨胀石英玻璃、间接法合成高纯无水石英玻璃和掺杂功能石英玻璃等系列高性能石英玻璃新材料，为航天、强激光、电子和精密光学等领域提供了关键基础材料，获授权专利32件（其中授权发明19件）、发表论文20余篇、科技奖9项、参与论著2部、制修订标准20余项。

报告内容简介

高性能光学合成石英玻璃因其优异的综合性能而成为激光核技术、航空航天、半导体集成电路、光电器件和精密仪器等高端光电子技术领域不可或缺的关键光学材料。本报告主要介绍化学气相沉积（CVD）、等离子化学气相沉积（PCVD）、间接合成法和掺杂功能石英玻璃等光学合成石英玻璃制备工艺特点、国内外发展现状、材料性能与应用等。

编辑 | 弘燊石英产业大会

参考文章 |

中国数字科技馆.玻璃简史

邓力.国内外特种玻璃研发与应用新动态(续)

聂兰舰等.高性能光学合成石英玻璃的制备和应用

谭琦等.熔融石英玻璃制备工艺研究进展

2026第六届安徽国际石英产业大会暨硅基材料展览会

近年来，石英材料作为半导体、光伏、光通信、航空航天等战略性新兴产业的关键基础材料，其市场需求持续增长，行业也正处于快速发展与结构转型的关键时期。 目前，石英行业呈现出明显的结构性分化。在光伏领域，由于前期产能扩张迅速，面临阶段性供需失衡，部分企业利润承压。与之形成对比的是，半导体、光纤通信领域对高纯石英材料的需求持续旺盛，成为行业盈利的核心支撑。

因此，突破高端产品技术壁垒、实现半导体石英器件的国产化替代、以及满足终端应用不断变化的新需求，已成为全行业共同关注的焦点。在此背景下，弘燊石英产业大会特此举办“2026第六届安徽国际石英产业大会”。大会热诚欢迎国内石英业界专家学者、企业代表、技术人员积极参会。

◐时间：2026年3月18日（3月17日报到）

◐地点：合肥滨湖富茂大饭店