氢氧焰化学气相沉积法石英玻璃碇的检测项目解析
氢氧焰化学气相沉积法（H2/O2 Flame CVD）是制备高纯度石英玻璃碇的核心工艺之一。该方法通过氢氧焰的高温燃烧分解含硅气体（如SiCl4或SiH4），使二氧化硅（SiO2）在基体表面逐层沉积形成致密玻璃体。由于该工艺对温度场、气体流速及杂质控制要求极高，制备出的石英玻璃碇需通过系统检测，以确保其满足光学、半导体和高温器件等领域的应用需求。以下是针对此类石英玻璃碇的关键检测项目及其技术要点。
1. 化学成分与纯度检测
通过X射线荧光光谱（XRF）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析SiO2含量，确保其纯度≥99.99%。重点关注碱金属（Na、K）、过渡金属（Fe、Cu）及羟基（OH⁻）杂质含量，其中OH⁻浓度需控制在10 ppm以下以避免光吸收损耗。
2. 物理性能测试
密度与均匀性：采用阿基米德法测定密度（标准值2.20±0.02 g/cm³），结合超声波扫描检测内部密度分布；
折射率一致性：使用精密椭偏仪在632.8 nm波长下多点测量，要求偏差≤5×10⁻⁴；
热膨胀系数：在20-300℃范围内测定线性膨胀系数（CTE），需满足0.55×10⁻⁶/℃的极低值。
3. 光学特性评估
紫外-红外透过率：采用分光光度计测试190 nm至2500 nm波段透过率，190 nm处透过率应≥85%；
光学均匀性：基于激光干涉法检测波前畸变（PV值≤λ/4@633 nm）；
气泡与夹杂物：按ASTM F121标准进行100倍显微镜观测，缺陷密度需＜0.1个/cm³。
4. 力学与热学稳定性验证
抗弯强度：三点弯曲法测试，典型值应＞50 MPa；
热冲击耐受性：将试样从1200℃急速水淬至室温，观察表面裂纹产生情况；
高温蠕变：在1250℃、10 MPa载荷下测试24小时形变量，要求＜0.1%。
5. 表面质量与加工特性检测
表面粗糙度：白光干涉仪检测Ra值（≤1 nm@抛光面）；
亚表面损伤层：通过化学蚀刻-显微镜法评估研磨/抛光工艺引入的微裂纹深度；
耐腐蚀性：在40% HF酸中浸泡24小时，测定质量损失率（需＜0.1 mg/cm²）。
上述检测项目构成了氢氧焰CVD石英玻璃碇的全维度质量评价体系。通过严格的化学分析、物理性能测试和功能性验证，可有效保障其在光刻机镜头、激光谐振腔、半导体载具等高端场景中的可靠性。随着检测技术的进步，纳米压痕、太赫兹波成像等新型表征手段正逐步被引入该领域。
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