铝元素(Al)在石英砂中主要存在于长石、粘土及云母等杂质矿物中。是石英砂中含量最多的杂质元素，Al可以进入Si-O四面体结构骨架中，将硅取代，形成Al-O结构，Al3+取代Si4+后，为了平衡电荷，选用碱金属元素甚至过渡金属元素来补偿电荷。而进入Si-O骨架的Al将不易除去。Al对半导体的影响不大，但是对于电光源用的石英玻璃有很大影响，由于Al在一定条件下可以使石英制品有色，对光谱通过率有影响，进而影响光效。IOTA标准砂要求Al元素含量(12~18)×10-6。

04非金属元素

石英砂中的非金属元素主要由氧(O)、氢(H)、氮(N)等元素。氧的主体是SiO2，其他则以H2O、N2、O2的形式存在。SiO2中的Si-O键断裂会产生缺陷，这些缺陷会与OH或者H结合形成SiH或者SiOH基团，羟基是一种杂质缺陷，同时又是一种网络结构缺陷。

羟基对石英及石英玻璃的性能都有很大影响，首先，羟基的存在降低了石英的化学稳定性。其次，羟基使石英结构的疏松度增加，密度减小，结合力下降，声音在石英玻璃中的传播速度也将减小。羟基还能降低石英的粘度，低温时羟基的存在会使粘度降低得更明显。此外，羟基还影响电子产品的纯度，降低石英的软化温度，促进析出晶体，降低石英的折射率，影响石英玻璃的光学均匀性。

参考资料

张海啟等：高纯石英中杂质特征及深度化学提纯技术研究进展，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所

徐雯雯：高纯石英粉制备工艺研究，中国海洋大学

来源：网络

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