透明石英玻璃的主要质量指标是纯度和气泡，这要求石英砂具有极低的杂质和气体含量。由于石英矿物学特征及石英玻璃制备工艺的复杂、多样性，目前仍没有统一的石英玻璃用石英砂质量标准。

石英原料的提纯和熔制实践经验表明：影响石英玻璃质量的原料特征主要是「石英杂质元素的种类与含量、气体含量、粒度分布」。

石英杂质元素种类与含量

由于工艺技术和原矿特征等因素，石英砂不可避免存有残余杂质，主要包括Al、K、Na、Li、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Cr、Ni、B、Ge等。

石英玻璃用石英砂的杂质元素要求

（1）铝元素杂质

铝是石英砂的主要杂质元素，在晶格中替代Si4+的Al3+，一般很难除掉。少量铝不会影响石英玻璃的外观质量，但Al3+替代Si4+后，会引入平衡电荷离子（Na+、Li+等），另外在x或γ射线辐照下，Al3+、Ge3+会产生色心，危害石英玻璃耐辐照性能。

（2）碱金属杂质

在高温下（＞1000℃），碱金属杂质会诱导石英玻璃析出SiO2晶体，对石英制品的热稳定性具有较大的影响。

同时，碱金属杂质会降低石英玻璃的熔点及软化点，严重恶化其使用性能。电子工业中使用的石英玻璃器件，如石英坩埚、扩散炉管、石英电偶管、支架等，要求高纯及耐高温，非金属杂质也会扩散进入电子元器件中，故应尽量降低石英玻璃中的碱金属杂质含量。

连熔透明石英玻璃管的原料要求

（3）过渡金属杂质

过渡金属（Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Zn等）含量对高纯石英玻璃影响也特别严重，如果微量金属溶解或溶入硅熔体，会破坏其导电性；且多数过渡金属会吸收紫外、可见和远红外光，破坏石英玻璃的光学性能，对于光纤来说，杂质引起的微观不均匀，会增加光纤损耗，甚至导致信号失真。

（4）硼元素杂质

对某些石英玻璃的应用，如CZ坩埚，要求比较低的一致性好的硼含量。硼含量与矿床地质有直接关系，这是由于硼离子进入硅酸盐骨架结构，产生较强的化学键，而不是孤立地含在含硼矿物中。

气体含量

石英矿中的流体包裹体，在熔制过程中将成为玻璃熔体中的气体。SiO2熔体的粘度高，包裹气体不易排除，反而长大成气泡，在拉管或棒时产生气线，影响石英玻璃的质量。升高熔制温度，虽可降低熔体粘度，利于排除气体，但SiO2挥发量增加，得料率则会降低和能耗升高。

原料的加工工艺及石英玻璃的熔制工艺，如电阻炉化料、连熔炉拉管等，都有排气过程。有些气液包裹体会在石英原料熔化前破裂，并排出气体；另有些包含气体（如小分子气体He和H2）虽不会立刻排出，但在800～1400℃高温固体或熔体中的扩散系数大，能渗透排出。此外，延长排气时间，可排除水、氧、氮、HCl、SO2、H2S等扩散系数小的气体。CO、CO2、CxHy等气体极难从固体或熔体中排出，它们的含量影响石英玻璃的透明度。

粒度分布

石英砂的粒度分布影响石英玻璃的气泡数量和熔制工艺参数。由于表面活化能的差别，小颗粒比大颗粒先熔化，已熔化的石英将覆盖于未熔的石英颗粒表面，致使气泡无法排除。小颗粒间隙所包含的气体量多，增加排气的难度。小颗粒还容易挥发，浪费原料；粗颗粒石英则难于彻底熔化，形成玻璃中的颗粒结构。实际使用的原料粒度取决于熔制工艺。

石英玻璃熔制工艺所用石英砂粒度

外观形状则以近似球形为最佳，针状原料造成加料不畅，形成架棚现象，导致熔制过程形成气泡。石英的颗粒形状主要是由加工技术决定，我国现有原料加工技术，易形成针状的原料，其长宽比在1:4-1:7之间。国外所用原料，一般为粒状、近似球形。

由于成因及矿物特征的多样性，各石英生产企业在选择石英玻璃原料时，要考察石英矿的包裹体特征，选用包裹体数量少或易爆破的石英原料，并根据石英矿中有害杂质元素的赋存状态，确定石英粉料的加工工艺。