半导体用透明石英玻璃管
1主题内容与适用范围
本标准规定了半导体用透明石英玻璃管的分类、规格尺寸、技术要求、试验方法，
检验规则及标志、包装、运输和贮存等。
本标准适用于天然水晶或天然高纯二氧化硅、硅卤化物作原料，应用于半导体工
业的透明石英玻璃管（以下简称石英玻璃管）。冶金、化学工业用透明石英玻璃管也
可参照本标准。
2引用标准
GB／T3284石英玻璃化学成分分析方法
GB59a9透明石英玻璃气泡、气线检验方法
GB10701石英玻璃热稳定性检验方法
GB／T l2442石英玻璃中羟基含量试验方法
3术语
3．1气线：石英玻璃管壁内或表面的线状棱形空穴。
3．2气线密度：每平方厘米中气线条数。
3．3破皮气线：暴露在石英玻璃管内外表面的开口气线，其边缘锋利。
3．4色线：石英玻璃管上带有颜色的线条。
3．5沟棱：石英玻璃管表面在长度方向形成的凹凸不平的沟槽和凸棱。
3．6晶纹：石英玻璃管上有明显可见的各种微小的炸裂纹。
3．7麻点：石英玻璃管壁上的小斑点。它是粘附在管壁上的粒状杂质经清除后残留的
痕迹。
3．8杂质：石英玻璃组成中二氧化硅（Si02）以外的组分。
3．9生料颗粒：透明石英玻璃管的内、外壁上在熔制过程中所粘附的未熔化的石英质
颗粒。
3．10透明颗粒：石英玻璃管中完全熔化的透明石英质颗粒。
3．11波纹：石英玻璃管的内、外壁圆周呈现轴向的波浪形凹凸不平。
3．12色斑：在石英玻璃管壁上的黑、白、褐色等任意形状的色点。
3．13气泡群：透明石英玻璃管壁中，由微小气泡（小于标准中气泡的下限尺寸）密集
而成的群集气泡。
3．14揪痕：排除石英玻璃管壁上较大杂质点、气泡等弊病后留下的痕迹。
3．15暗疤：透明石英玻璃管壁内呈现的一种斜状、透明、有明显界面的玻璃态（俗称
雪花，破皮或梅花）。在高温熔烧中发橙色亮光。
3．16炸裂：石英玻璃管经急冷急热而产生的裂纹或碎裂。
3．17析晶：透明石英玻璃在特定温度下析出晶体，造成失透。
3．18桔皮：透明石英玻璃管外观呈现的象桔子皮似的影像。
3．19云雾：石英玻璃管烧制加工中，所产生的二氧化硅（SiO2）挥发物，冷凝后附着
在表壁上的白色不透明物。
3．20偏壁度：石英玻璃管同一横截面上最大、最小壁厚之差。
3．21椭圆度：石英玻璃管同一横截面上最大、最小直径之差。
3．22弯曲度：石英玻璃管在长度方向的平直程度。
4产品分类
4．1分类
投生产工艺分以下5类：
a．真空常压法管（常压管）；
b．真空加压法管（加压管）；
c．电熔二步法管；
d．气炼、电熔二步法管（气炼二步法管）；
e．气炼一步法管（气炼管）。
4．2等级
石英玻璃管按外观分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）3个等级。
5技术要求
5．1规格尺寸
5．1．1石英玻璃管的规格尺寸范围及外径、壁厚偏差应符合表1、表2的规定。
5．1．2石英玻璃管的标准长度为1000mm。
表１
外径范围，mm 外径偏差，％
10￣50 ±3.0
51￣70 ±3.0
71￣90 ±2.7
91￣100 ±2.7
101￣150 ±2.5
151￣250 ±2.2
表２
壁厚范围，mm 壁厚偏差，％
1.5￣3.0 ±12
3.1￣4.0 ±14
4.1￣5.0 ±15
注：1．管子为两端开口亦可为一端开口，封口管其孤度部分不包括在长度内。
2．特殊规格或其它规格的管子，由供需双方商定。
5．1．3矩形管、钟罩式石英管规格尺寸由供需双方商定。
5．2尺寸偏差
5．2．1外径偏差、壁厚偏差应符合表1、表2的规定。
5．2．2长度：偏差为管长的±1％。
5．2．3偏壁度：不得大于壁厚偏差的绝对值。
5．2．4椭圆度：不得大于外径偏差的绝对值。
5．2．5弯曲度：不得超过管长的3‰。
注：管长在1000mm以上，其弯曲度不得超过管长的2．5‰。
5．3外观指标
5．3．1常压管、加压管、电熔二步法、气炼二步法管的外观指标应不大于表3的规定。
表３
外观名称
等级指标 优等品 一等品 合格品
等级
气线密度，条/cm[2] 3 20 40
其中长度＞5mm的气线，条 1 3 5
气线宽度，mm 0.2 0.3 0.5
气线长度，mm 20￣30 31￣80 81￣200
长气线条数 φ10￣60mm 2 3 4
条/1000mm φ61￣120mm 4 5 6
φ121￣200mm 6 7 8
色 线 不允许 不允许 管径≤80mm允许有１条
管径≤80mm允许有２条
φ20￣60mm 2 4
麻点 φ61￣120mm 不允许 4 6
个/1000mm φ121￣200mm 6 10
沟 棱 手摸感觉不明显
晶纹、裂纹、内壁破皮气线 不允许
注：①长度小于10mm的色线不计。
②色线的长度及宽度指标按各等级气线长度、宽度的指标规定。
5．3．2气炼管的外观指标应不大于表4的规定。
表４
外观指标
等级指标 优等品 一等品 合格品
等级
气 直径，mm 0.3 0.5 0.8
泡 数量，个/cm[2] 4 6 10
气 长径，mm 5 10
泡 不允许
群 总数，个/100cm[2] 7 9
暗 长径，mm 2 4 5
疤 数量，个/100cm[2] 2 3 4
色 长径，mm 0.5 1.0 2.0
斑 数量，个/100cm[2] 2 5 10
揪 φ10￣60mm 直径，mm 13
数量，个/1000mm 2 4
φ61￣120mm 直径，mm 不允许 13 15
数量，个/1000mm 3 5
φ121￣200mm 直径，mm 15 25
痕 数量，个/1000mm 5 8
生料颗粒，个/100cm[2] 不允许
透明颗粒，个/100cm[2] 不允许 25 100
内壁波纹，mm 壁厚〈5mm 0.2 0.4
壁厚≥5mm 不允许 0.3 0.5
桔 皮 不允许 不明显
云 雾 不允许 不明显
5．4杂质含量
5．4．1Al、Fe、Ca、Mg、Cu、Co、Ni、Mn、Ti、Na、K、Li、B13个杂质元素的总含
量应不大于50×10[-6]其中：
Fe≤3×10[-6]，Cu≤0．8×10[-6]，Na≤2×l0[-6]，
K≤2×l0[-6]，Li≤2×l0[-6]，B≤0．3×l0[-6]。
5．4．2羟基含量
半导体用石英玻璃管的羟基含量应不大于220×l0[-6]。
5．5物理性能
5．5．1热稳定性
石英玻璃管在1100℃下恒温15min，置于20±5℃水中急冷，不得出现裂纹、缺口
（切、磨口处断面崩落不计）。
5．5．2析晶性能
石英玻璃管在l100±5℃下恒温6h，析晶层平均厚度不大于100μm。
5．5．3高温变形
石英玻璃管在1200±10℃下保温24h，其变形率：直径不大于120mm的管材变形率
应不大于4％，直径大于120mm的管材，变形率应不大于6％。
6试验方法
6．1规格尺寸
对管材的规格尺寸偏差的测量采用分度值不大于0．05mm的游标卡尺或量具进行
检验。
6．1．1长度
用分度值为1mm的直尺沿管长方向测量。
6．1．2外径
测量管材两端及中间部位的直径，每1000mm管材测量点不得少于5个，取最大值与
最小值，计算其偏差。
6．1．3壁厚
测量管材两端的壁厚，每端测量点不得少于3个，取最大值与最小值，计算其偏差。
6．1．4偏壁度
测量管材两端同一横截面上管壁厚度，取最大值与最小值，计算其差值。
6．1．5椭圆度
测量管材两端同一横截面上外径取最大值与最小值，计算其差值。
6．1．6弯曲度
将管材平放在平台上，使两端紧贴平面，转动管子用塞尺测量拱起部位与平面
之间的最大间隙。
6．2外观检验
外观缺陷用目测，尺寸用精度为0．02mm的卡尺检验，尺寸小于lmm的缺陷可用最
小读数为0．01mm的显微镜测量。气泡、气线按GB5949规定检验。
6．3理化性能检验
6．3．1杂质含量按GB／T3284规定分析。
6．3．2羟基含量按GB／Tl2442规定检验。
6．3．3热稳定性按GB10701规定检验。取两组试佯（每组3个），一组试验，一组备
用。若有一个试样出现裂纹、缺口，应取另一组重新试验。若一组中有两个试样产生
上述缺陷，则不允许重检。
6．3．4析晶性能按附录A规定检验。
6．3．5高温变形性能按附录日规定检验。
7检验规则
7．1检验分类
7．1．1出厂检验：检验项目包括外观指标、尺寸偏差和热稳定性。
7．1．2型式检验：检验项目包括出厂检验各项目、杂质含量、析晶性能、羟基含量
和高温变形。
有下列情况之一时，应进行型式检验：
a．新产品试制定型鉴定；
h．原材料或工艺有较大改变时；
c．正常生产时，每年至少一次型式检验；
d．产品停产3个月后，恢复生产时；
e．国家质量监督机构提出进行质量抽检时。
7．2组批与抽样
7．2．1组批：同种原料、同种工艺生产的产品，以100kg为一批。小于100kg以一批
计算。
7．2．2抽样：采取随机取样，从每批管材中任意抽取5支进行外观与规格尺寸检验，
从中取1～2支（直径不大于70mm取2支，直径大于70mm取1支）进行理化检验。
7．3判定规则
7．3．1 5项理化性能指标有一项不符合要求，判该批产品理化性能为不合格。
7．3．2外观指标有20％以上不符合要求，判该批产品外观为不合格。
7．3．3尺寸偏差有20％以上不符合要求，判该批产品尺寸偏差为不合格。
7．3．45项理化性能指标、外观指标、尺寸偏差均符合要求，判该批产品为合格。
8标志、包装、运输和贮存
8．1每支管材应附有产品合格证，合格证上标明产品名称、制造厂名、商标、规格、
等级、检验员编号、生产日期（或生产批号）和出厂日期（或编号）。
8．2每批产品出厂时应附有产品使用说明书，写明该批产品的物理、化学含量分析报
告及注意事项。
8．3石英玻璃管应用塑料薄膜封装，然后装箱，必要时应填垫泡沫塑料。两支以上包
装的必须避免运输中的碰撞。产品包装应随带产品合格证、装箱单、产品说明书。包
装箱上应贴有储运图示标志如“小心轻放”、“请勿倒置”、“玻璃制品”、“防潮”
等字样和图形。
8．4装、卸、运都要轻拿轻放，不能扔摔、碰撞。
8．5产品应贮存在无有害气体、干燥清洁的室内，按等级、规格分类存放，尺可能不
重叠，防压受损。
附录A
石英玻璃析晶性能试验方法
（补充件）
A1试验原理
将试样在高温下保持一定时间，测定玻璃表面失透层的厚度。
A2试样的制备
外径25mm以下的石英玻璃管，切取长度15mm整管试样3段。外径25mm以上的石英
玻璃管，切取弦长25mm，长度15mm的试样3块。
试样均为原壁厚，表面不另加工，试样切口处用金钢砂（W10）磨平，不能有崩口。
A3试验设备
A3．1电热干燥箱。
A3．2立式高温二硅化钼电炉。
A3．2．1电炉必须具有双层炉膛，内炉膛为高纯三氧化二铝材料制成，炉内样品上放
有石英垫。
A3．2．2电炉温度有P．I．D自动控制，精度为±1℃，24h内稳定在±2．5℃。炉温
均匀，梯度不大于±10℃。
A3．3测量显微镜：测量精度为5μm，放大倍数为100。
A4试验步骤
A4．1试样于10％浓度的化学纯氢氟酸溶液中浸泡15min，取出用自来水冲洗20s，然后
再用去离子水冲洗15s。把洗净的试样用夹子（非金属材料）取出放在垫有清洁纱布的
干燥培养皿中（纱布和培养皿均用去离子水洗净、烘干）烘干。在整个操作过程中不得
用手直接触摸试样。
A4．2将处理干净的试样放入已恒温1400℃的高温炉中，在1400℃下恒温6h（恒温期间
电炉温度波动不得大于±5℃）然后立即打开炉门用清洁的坩埚钳将试样取出，待稍冷
后放入石蜡与松香混合溶液中（石蜡∶松香＝4∶1）。
A4．3将试样两端析晶层用金钢砂（W10）磨掉、抛光，再用汽油洗掉保护蜡。
A5测量与计算
A5．1将每块试样分别于测量显微镜下测量析晶厚度，间隔2mm取一点（每块试样最少
要取10个点）同时测量出内层、中层、外层析晶层厚度。按下式计算：
μi＝μ内＋μ中＋μ外 ……………………………………（A1）
i
Σμi
＿ 1
μ＝─── ……………………………………（A2）
i
式中：μi一一每一点的内、中、外析晶层厚度之和；
i一一测量点的数量；
＿
μ——每块试样析晶层的平均厚度。
每块试样析晶层厚度保留一位小数。
最终结果取3块试样析晶层厚度的平均值，精确到整数。
A5．23块试佯的析晶层厚度测量值偏差大于其中最大值的30％时应重新取样、试验。
但重检次数不得超过3次。实验结果按所测各次的平均值计算。
附录Ｂ
石英玻璃高温变形性能试验方法
（补充件）
B1试驻原理
石英玻璃管在高温下，由于管体软化因自身的重力而产生形变，测量石英玻璃管
在高温下保持一定时间的变形量。
B2试样制备
从石英玻璃管上切取长20±0．5mm的试样（环状）3段。
B3设备与材料
B3．1高温电炉，炉温高于1300℃，炉内温差不大于±5℃，控制精度±5℃。
B3．2游标卡尺：分度值为0．05mm。
B3．3无水乙醇：化学纯。
B3．4试样支架：石英玻璃或氧化铝陶瓷质，宽度不大于20±0．5mm。
B4试验步骤
B4．1将试样编号，用卡尺测量并记录试样的直径、厚度、长度。
B4．2用无水乙醇将试样擦净待用。
B4．3将试样径向垂直置于支架上，放入1200℃恒温的电炉中，保温24h。
E4．4取出试样，冷却后，测量每个试样的直径变化（长轴内，短轴φ2）并记录。
B5试验报告
按表B1试验记录表和表B2试验报告记录，计算其变形率并报告试验结果。
变形率结果取3个试样的平均值，保留一位小数。若3个试样中有一个试样的变形
率大于5．5．3的规定时，应再取3段重检，最多只能试验3次。
表B1 石英玻璃高温变形试验记录表
试 样 试验前尺寸 加热温度 保温时间 试验后直径
序号 编号 名称 直径 厚度 长度 ℃ h mm 备注
φ δ L
表B2 石英玻璃高温变形试验报告表
序号 试样 试验前直径 加热温度 保温时间 试验后直径变化 变形率 备注
名称 φ ℃ h φ1－φ2 φ1－φ2
─────×100
φ
审核 检验人员 日期
附加说明：
本标准由中国建筑材料科学研究院石英玻璃所归口并负责解释。
本标准由中国建筑材料研究石英玻璃所负责起草。
本标准主要起草人朱明娣。
自本标准实施之日起，原国家标准GB9657－88《半导体用透明石英玻璃管》作废。
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