石英是地壳中含量最多的矿物之一,因其性能优异,既是许多传统行业重要的基础原材料,也是国防、航空和电子等高科技领域非常重要的结构及功能材料。石英晶体在高级用途时,对石英晶体的颗粒尺寸、形貌以及纯度有很苛刻的要求。本论文以水热法为基础,用多晶硅副产物SiCl4水解物为前驱体,在水热反应温度100-270℃,前驱体浓度为0.5-2mol/L,分别用Na2C03和NaOH为矿化剂,在pH值为8.5-12.5范围进行实验研究,确定了较佳水热工艺条件,合成的石英晶体具有六面体棱柱状形貌,呈轴向生长,约1-15μm之间。利用XRD、SEM、EDS以及FTIR等表征了SiCl4前驱体以及水热条件下合成的产物。研究了反应温度、前驱体浓度、pH值等工艺条件对石英晶体物相、结晶形貌和颗粒尺寸的影响,并且还对合成的石英晶体进行热处理,分析了石英晶体的相变过程。本论文通过将SiCl4缓慢的滴入氨水中进行水解,得到的水解物作为前驱体。并对前驱体进行分析检测。XRD结果显示,前驱体中没有晶体峰出现,FTIR检测显示前驱体中含有二氧化硅的基团,SEM显示,前驱体为极细小的不规则团聚状粉体。并在反应温度270℃、反应前驱体为1mol/L,Na2CO3做矿化剂,pH=10.5时,填充度80%,反应时间30h条件下初次合成了石英晶体,晶体呈六面体棱柱状,大颗粒尺寸约为5μm。当pH值和浓度一定时,反应温度对产物的影响很大。结果显示,在220℃时合成的石英晶体颗粒尺寸最大,晶体形貌完整；当反应温度过低时,由于相变驱动力不足,原子扩散较慢,在一定的时间内生长速率较慢,导致晶粒较小；而当反应温度过高时,形核所需的活化能降低,导致溶液的形核率过高,抑制了晶体的生长。当反应温度、pH一定时,前驱体浓度对反应产物的晶粒尺寸和形貌影响很大,结果显示,当前驱体浓度为1.2mol/L时,得到的晶粒最大。当浓度过高时,浓度起伏较小,反应形核温度高,形核时间短导致晶体较小；而浓度过低时,则主要是由于原料不足导致石英晶体无法继续长大,并且有缺陷。当温度和浓度一定时,溶液的pH值影响前驱体在溶液中溶解度,溶解度的大小影响晶体的形核和长大。研究表明,当pH值为10.5的时候,得到的石英晶体颗粒最大。综上所述,得到SiCl4前驱体水热法生长石英晶体较佳的工艺条件为：反应温度为220℃,前驱物浓度1.2mol/L,Na2C03为矿化剂,pH=10.5,填充度为80%；反应合成的石英晶体结晶完好、形貌理想、并且晶粒最大,平均轴向尺寸为11μm。用EDS进行分析后,只有Si和O元素,说明合成的Si02晶体的生长为纯石英晶体的生长。最后对石英晶体的相变研究表明,高纯石英晶体在870℃未发生α-石英向a-鳞石英的转变,而是过热到1000-1400℃直接转变为α-方石英。