二酸化ケイ素（SiO2）を主成分とする石英は、その特性や用途に影響を与える様々な不純物を含むことがあります。これらの不純物は様々な原因から発生する可能性があり、特定の環境における水晶の性能に様々な影響を与えます。
水晶に含まれる不純物
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化学的不純物： 水晶には、アルミニウム、鉄、チタンなどの元素が微量に含まれていることがあります。これらの不純物は水晶の光学的、電気的特性を変化させ、透明度や電気伝導性に影響を与えます。例えば、鉄の不純物は水晶に緑色や茶色を帯びさせ、透明度を低下させます。
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構造不純物： 石英の中に他の鉱物や物質が存在することも不純物と考えられる。例えば、モリブデンシリサイド(MoSi2)発熱体を使用した炉の操業では、外面にセラミック石英が形成されると炉室内の汚染につながる可能性がある。これは、石英の融点が炉の運転温度より低くなると発生し、処理される修復物の変色や品質劣化につながる汚染物質の放出につながる。
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熱および光学的不純物： 石英に含まれる不純物は、その熱的・光学的特性にも影響を及ぼします。例えば、ある種の不純物の存在は、石英の熱衝撃に対する耐性や、異なるスペクトル範囲における透明性を変化させる可能性がある。これは、高純度であり、熱的・光学的特性が特有である溶融石英が使用される用途において特に関連性が高い。
不純物の影響：
石英中の不純物は、様々な用途においていくつかの問題を引き起こす可能性がある：
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炉の汚染： 炉の汚染：炉の操業において、石英中の不純物は汚染の原因となり、修復物の色や品質に影響を与える。このため、チャンバー汚染を最小限に抑えるため、カバー付きるつぼを使用する必要がある。
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熱電対の誤作動： 石英の汚染は時間の経過とともに熱電対の精度に影響を与え、誤った温度測定につながり、炉の運転に損害を与える可能性があります。
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石英特性の劣化： 不純物は石英の機械的、熱的、光学的特性を劣化させ、マイクロエレクトロニクスや光学機器などの高精度用途への適性に影響を与える。
要約すると、石英中の不純物は、石英の性能および石英が関与するプロセス（炉の操作など）の品質に重大な影響を及ぼす可能性がある。これらの影響を軽減するためには、適切な封じ込め方法の使用や装置の定期的なモニタリングなど、適切な取り扱いとメンテナンスが極めて重要です。
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