中國(guó)粉體網(wǎng)訊  被日本信越、東曹，德國(guó)賀利氏等跨國(guó)企業(yè)壟斷了近30年的“高純不透明石英玻璃”是怎么制備出來(lái)的？

我查閱了近30年的文獻(xiàn)資料，竟然查無(wú)所獲。困惑之際，想到近期爆火的DeepSeek，就試試問(wèn)了問(wèn)它。如果不是它底下這一行小字提醒——“內(nèi)容由AI生成，請(qǐng)仔細(xì)甄別”，我差點(diǎn)就相信它說(shuō)的是真的了。

首先，我問(wèn)它：“請(qǐng)通過(guò)（1）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、（2）企業(yè)專利、（3）文獻(xiàn)資料，簡(jiǎn)要介紹高純不透明石英玻璃的制備方法。

然后，我發(fā)現(xiàn)它回答的內(nèi)容中，特別肯定、特別明確地指出高純不透明石英玻璃的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有對(duì)原料即石英砂的純度有要求，而且言之鑿鑿地告訴我具體的純度數(shù)值。

我繼續(xù)追問(wèn)它這一數(shù)據(jù)的來(lái)源，它仍然明確表示是來(lái)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42800-2023《高純不透明石英玻璃》中。然后，我在全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息公共平臺(tái)上瀏覽了該標(biāo)準(zhǔn)的全文。

瀏覽之后，我發(fā)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)里面根本沒(méi)有提及高純不透明石英玻璃的原料是什么，對(duì)于原料的純度的要求更是找不到。在該標(biāo)準(zhǔn)的“要求”里，有對(duì)高純不透明石英玻璃的“規(guī)格尺寸、外觀質(zhì)量、密度、光譜透射比、熱穩(wěn)定性、耐熱性、導(dǎo)熱系數(shù)、雜質(zhì)元素含量、孔徑及孔隙率”的規(guī)定，其中，雜質(zhì)元素含量也是針對(duì)高純不透明石英玻璃的，而不是針對(duì)原料的。

以半導(dǎo)體應(yīng)用為例，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體用高純不透明石英玻璃的雜質(zhì)元素總含量要求不大于20ppm（也不是DeepSeek提到的不大于10ppm），這里根本沒(méi)有提到原料的事情，更別提原料的純度要求了。

此外，當(dāng)我問(wèn)它高純不透明石英玻璃的制備方法時(shí)，它從企業(yè)專利技術(shù)方面，特別提到了石英股份的黑色不透明石英玻璃專利。然后，我追問(wèn)它“石英股份的黑色不透明石英玻璃，也屬于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里的高純不透明石英玻璃嗎？”

它的回答里，除了繼續(xù)以虛構(gòu)的一個(gè)原料及其純度要求作為推理基礎(chǔ)之外，還在一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上出現(xiàn)了自相矛盾，它參考了上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的“性能指標(biāo)”中的密度、導(dǎo)熱系數(shù)、透光率等，但是，該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的性能“要求”中，明確指出了，高純不透明石英玻璃的外觀應(yīng)目視呈乳白色，且不應(yīng)有雜質(zhì)點(diǎn)、色斑。

這種黑色不透明石英玻璃，按照上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)怎么能算高純不透明石英玻璃呢？很顯然，DeepSeek對(duì)這份標(biāo)準(zhǔn)文件的數(shù)據(jù)已經(jīng)“占有”，但是它為什么會(huì)把黑色不透明石英玻璃劃歸為外觀應(yīng)為乳白色的高純不透明石英玻璃呢？在DeepSeek的“眼”里，“外觀有所創(chuàng)新”的黑色石英玻璃就能突破國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定了嗎？

本來(lái)，黑色和乳白色，的確都可以視為不透明。但是在我的問(wèn)題以及在它的回答中，都已經(jīng)明確限定了要按照高純不透明石英玻璃最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)去判斷。正是以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為判斷依據(jù)，我發(fā)現(xiàn)了DeepSeek以上兩個(gè)明顯的問(wèn)題。

此前，一位網(wǎng)友在自媒體上稱，他向DeepSeek提問(wèn)某城市的路線規(guī)劃問(wèn)題。DeepSeek解釋了一些原因，列舉出一些城市規(guī)劃保護(hù)條例及數(shù)據(jù)，并摘取了一個(gè)“靜默區(qū)”的概念，讓回答看起來(lái)很有道理、很深?yuàn)W的樣子。這位用戶查看了該保護(hù)條例后，發(fā)現(xiàn)全文竟然根本沒(méi)有“靜默區(qū)”這一說(shuō)法。他認(rèn)為：“DeepSeek正在中文互聯(lián)網(wǎng)建造‘幻覺(jué)長(zhǎng)城’�！币恍┚W(wǎng)友也表示，DeepSeek由于表達(dá)能力和邏輯推理更出眾，產(chǎn)生的幻覺(jué)問(wèn)題更加讓人難以識(shí)別。

當(dāng)然，我們本文的目的不是要識(shí)別DeepSeek等一眾AI產(chǎn)生的幻覺(jué)，而是要探尋高純不透明石英玻璃的制備方法。

據(jù)日本東曹的官網(wǎng)顯示，其高純不透明石英玻璃系列產(chǎn)品是使用專有的氧氫火焰熔融工藝和在材料內(nèi)部產(chǎn)生均勻分散的小氣泡的方法，將高純度二氧化硅粉末熔融而成。由于其高純度和出色的紅外阻擋性能，該系列產(chǎn)品已成為半導(dǎo)體和太陽(yáng)能制造設(shè)備（如RTP室和氧化、擴(kuò)散和 CVD 間歇爐）的首選隔熱材料。

那到底是通過(guò)什么方法制備的該產(chǎn)品呢？除了日本東曹內(nèi)部的員工之外，大概沒(méi)有人知道該技術(shù)。但是，無(wú)論是通過(guò)上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還是東曹的官網(wǎng)公示，高純不透明石英玻璃的制備關(guān)鍵之處，除了普通的高純石英玻璃工藝，最明顯的就是它內(nèi)部要有大量的、均勻分散的、微米級(jí)的氣泡。

高純（透明）石英玻璃的生產(chǎn)原本應(yīng)杜絕內(nèi)部氣泡的存在。就像我們蒸雞蛋羹，都喜歡沒(méi)有氣孔的、致密度高的蛋羹的外觀和口感，其方法早已有之，我們只需照著實(shí)踐完善即可。但是，現(xiàn)在有人想吃的蛋羹，要求里面含有大小一致、分布均勻的氣泡，這怎么能做出來(lái)呢？

回顧國(guó)內(nèi)石英玻璃的發(fā)展歷史，跟上面這個(gè)比喻有相似之處。早期，受條件所限，在做不出高純透明石英玻璃之前，我們的科技人員先是做出了較低端的不透明石英玻璃，然后再逐漸攻關(guān)，做出來(lái)高純透明石英玻璃。再后來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)日本、德國(guó)等企業(yè)的不透明石英玻璃竟然也能用在半導(dǎo)體高端制程中。但是這種不透明石英玻璃已經(jīng)不是我們石英玻璃產(chǎn)業(yè)起步時(shí)生產(chǎn)的那種石英玻璃了。

甚至，我們生產(chǎn)的高純不透明石英玻璃，可能都模糊了石英玻璃的概念了。

菲利華的工作人員在接受中國(guó)粉體網(wǎng)專訪時(shí)談到，他們生產(chǎn)的電熔不透明石英產(chǎn)品采用固相燒結(jié)法制備而成，首先對(duì)高純石英玻璃制品破碎、篩分、純化得到玻璃砂；然后經(jīng)過(guò)特定的濕磨工藝制備一定粒徑分布的料漿；再利用注漿工藝制成生坯，干燥后通過(guò)電阻爐燒結(jié)，顆粒間發(fā)生粘結(jié)、致密化，成為具有大量封閉孔的電熔不透明石英產(chǎn)品。

看這工藝流程，不正是陶瓷的工藝嗎？生產(chǎn)出的不是叫石英陶瓷（又叫熔融石英陶瓷、石英玻璃陶瓷、石英玻璃燒結(jié)體）嗎？對(duì)比東曹官網(wǎng)顯示的“將高純度二氧化硅粉末熔融而成”，而菲利華這種“燒結(jié)而成”的產(chǎn)品顯然是有所不同了。

通過(guò)對(duì)比《多孔石英陶瓷材料的制備與性能》（雷景軒等）一文，我發(fā)現(xiàn)多孔石英陶瓷的制備流程與上述不透明石英產(chǎn)品的流程極為相似。它是將石英玻璃管破碎至一定尺寸，放入氧化鋁的球磨罐中，采用氧化鋁球球磨，得到石英陶瓷料漿；然后將酚醛粉末與石英粉進(jìn)行造粒，得到一定尺寸的造粒粉體；再將造粒粉加入到料漿中，球磨混合，并抽真空陳化混合，將混合料漿澆注到石膏模中，并加壓來(lái)制備多孔石英材料及部件；在空氣氣氛的燒結(jié)爐燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200~1250℃。

不同的地方在于，菲利華（在公布的專利中）通過(guò)調(diào)控石英砂的粒度能調(diào)節(jié)石英砂之間的孔隙的方式能有效調(diào)控成品中氣孔的平均直徑和豐度，從而有效控制成品的密度和遮光率，使得成品具有較長(zhǎng)的使用壽命和良好的熱阻斷性。而在《多孔石英陶瓷材料》一文中，提到了將酚醛粉末與石英粉進(jìn)行造粒。

關(guān)于酚醛粉末，我在東曹株式會(huì)社公開(kāi)的一個(gè)專利中查到，它發(fā)明的一種不透明石英玻璃，是將微細(xì)的非晶態(tài)二氧化硅粉和造孔劑混合后進(jìn)行成型，在規(guī)定的溫度下進(jìn)行加熱，從而所含氣孔為閉孔，氣孔的平均直徑為5～20μm，氣孔的含有密度高，由此變?yōu)闊嶙钄嘈詢?yōu)異的不透明石英玻璃。其中提到造孔劑的種類只要在非晶態(tài)二氧化硅的燒結(jié)溫度以下的溫度下熱分解、氣化而消失就沒(méi)有特別限定，可以使用：石墨粉末、無(wú)定形碳粉末、酚醛樹(shù)脂粉末、丙烯酸類樹(shù)脂粉末、聚苯乙烯粉末等。

在東曹的上述名為《不透明石英玻璃和其制造方法》專利中也如菲利華一樣，將含有粉體成型工藝、并燒結(jié)而成的材料產(chǎn)品稱之為石英玻璃而不是石英陶瓷。這樣看來(lái)，不透明石英玻璃與多孔石英陶瓷有時(shí)是指相同的材料了。

在菲利華公開(kāi)的另一個(gè)不透明石英玻璃錠的專利中，其工藝流程是在二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入0.3～1.5%的液態(tài)聚硅氧烷與200～500ppm高純白炭黑；然后采用焰熔法在爐膛中于1730～1850℃的氫氧焰下熔制成不透明石英玻璃錠。這個(gè)流程中就沒(méi)有成型、燒結(jié)的工序了。

綜上所述，高純不透明石英玻璃的制備路線，大概分“粉體成型、燒結(jié)而成”和“粉體熔融而成”兩條路線。

其原料可以使用將高純石英玻璃粉碎而成的粉體，或者通過(guò)硅醇鹽的水解而制造的非晶態(tài)二氧化硅粉、以及將四氯化硅用氧氫焰等進(jìn)行水解而制作的非晶態(tài)二氧化硅粉等；也可以是天然的高純石英砂。

內(nèi)部產(chǎn)生的大量均勻分散的微米級(jí)氣泡，則需要造孔劑或者發(fā)泡劑。造孔劑包括：石墨粉體、無(wú)定形碳粉體、酚醛樹(shù)脂粉體、丙烯酸類樹(shù)脂粉體、聚苯乙烯粉體等；發(fā)泡劑包括：氮化硅、硅橡膠、液態(tài)聚硅氧烷等。造孔的方式可能還有：通過(guò)調(diào)整石英砂顆粒級(jí)配造孔、通過(guò)在完全地致密化前中斷熱處理以部分地進(jìn)行燒結(jié)。

被發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷了近30年的一種新材料，在全網(wǎng)都沒(méi)有國(guó)外具體的資料數(shù)據(jù)、在國(guó)內(nèi)專家都不了解詳情的條件下，人工智能DeepSeek還是在一本正經(jīng)地模仿人類胡謅。

產(chǎn)生“幻覺(jué)”的根本，也許正在于它不可能擁有人的謙卑。

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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