中國粉體網訊  眾所周知，高純石英砂是高新技術產業不可替代的礦物原料，具有耐高溫、 熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電諧振效應以及獨特的光學特性，其SiO₂含量一般高于99.99%，被廣泛應用于集成電路、醫學、航天航空、光通訊、激光、光伏等行業。

國內石英砂制備行業雖然用進口石英硅礦生產打錠和拉管用高純石英砂及光伏產業用石英坩堝外層用砂等取得長足進展，形勢喜人，但由于進口硅礦質量不一，尤其是氣液包裹體含量偏高，比如安哥拉石英硅礦氣液包裹體雜質含量大難以根本剔除，雖其主含量SiO2高，現卻受到應用上的歧視。

據侯清麟教授研究研究發現：國內用進口礦精制的高純石英砂氣液包裹體雜質含量在200~350ppm，即使是進口高純石英砂的氣液包裹體雜質含量仍在100ppm左右。氣液包裹體是高純石英砂主要的雜質來源之一，而這些雜質是制約高純石英產品制備與應用的關鍵性因素。那么如何去除氣液包裹體成為迫在眉睫的問題。

據了解，到目前為止，氣液包裹體去除的方法主要有：酸堿差異腐蝕法(行業通用）、熱或冷爆裂法(行業通用)、氯化脫氣法（日本）、微波法等。

微波法是利用微波選擇性加熱的特點剔除硅石礦中氣液包裹體的方法。微波是一種交變電磁波，具有獨特的選擇性加熱、可以使高介電常數物質在幾分鐘內加熱到較高的溫度，因而微波對去除介電常數有較大差異的雜質有著獨特的優勢。

SiO2 的介電常數為 3~5 F/m，氣液包裹體主要成分是 H2O、CH4與 C2H6 等，H2O 的介電常數最高可達 88 F/m，CH4與 C2H6 的介電常數分別為 31 F/m 和 38 F/m，氣液包裹體中其余小分子的介電常數也較高。故當微波穿過石英砂時，SiO2 基本不吸波，但氣液包裹體中的小分子受熱，其熵焓值提高，分子之間產生劇烈碰撞摩擦，氣液包裹體的空間一定，從而使其內部壓力不斷上升，達到一定的壓強后砂粒壁內外產生強大的壓強差，形成較大的剪切應力促使砂粒壁炸裂，氣液包裹體從裂紋中逸出，從而達到剔除氣液包裹體的目的。

侯清麟教授是全國乃至全世界用微波技術去除氣液包裹體的第一人，其團隊在微波輻射法方面做了多年研究，且取得很好的效果。早在今年5月粉體網舉辦的會議對話欄目上，侯清麟教授表示，關于微波技術應用存在的誤區，擬在下次粉體網平臺上演講，將原原本本進行闡述。

2024年8月9日，中國粉體網將在江蘇鹽城大豐天沐酒店舉辦“2024（第二屆）全國集成電路及光伏用高純石英材料產業發展大會”，屆時，來自湖南工業大學的侯清麟教授將作《大功率微波剔除石英砂氣液包裹體工程化研究》報告，詳細講述微波技術剔除石英砂氣液包裹體。

專家介紹

侯清麟，男，1955年2月生，湖南安仁人，博士，二級教授，中國注冊化工師，教授級高工。本科華南工學院（77級）；中南大學碩士、博士；美國巴爾的摩大學MBA、MPA結業。現任湘潭大學博士、湖南工業大學博士和碩士研究生導師，湖南工業大學特聘教授，享受國務院特殊津貼專家。曾任衡山縣副縣長，湖南株洲化工廠處長、主任、石英玻璃廠(株洲327廠）廠長、湖南株洲化工集團研究院院長、董事長兼總經理，湖南工業大學黨委書記。曾獲兩屆湖南省優秀企業家稱號，兩項全國管理成果二等獎。

2006年來高校后主要從事石英硅礦制備高純石英砂研究，近十年擁有國家自然科學基金面上項目4項，省部級重點項目5項，累計科研經費600余萬元，在美國英國等Top刊物及中南大學學報、功能材料、硅酸鹽等雜志發表Sci、Ei等論文30余篇，擁有國家發明專利13項。

業余還是中國、湖南省書法家協會會員（曾在北京、廣東東莞和長沙舉辦個人書法展）、省作家協會會員，發表文學作品近200萬字，出版專著9部。

參考來源：

【1】侯清麟，光伏用高純石英砂的制備新工藝應用研究.

【2】侯清麟，新技術制備高純石英砂應用研究.

【3】氣液包裹體如何剔除？工業微波完全可靠——訪湖南工業大學侯清麟教授

【4】侯清麟，剔除硅石礦中氣液包裹體方法的研究.

（中國粉體網編輯整理/星耀）

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