1. Sulatatud kvartsi koostis ja struktuuriomadused
1.1 Amorfne võrk ja termiline stabiilsus
(Kvarts tiiglid)
Kvartstiiglid on integreeritud ränidioksiidist valmistatud kõrgtemperatuurilised mahutid, ränidioksiidi kunstlik vorm (SiO ₂) saadud looduslike kvartskristallide sulamisel kõrgematel temperatuuridel 1700 °C.
Erinevalt kristalsest kvartsist, integreeritud ränidioksiidil on amorfne kolmemõõtmeline nurkade jagamise SiO ₄ tetraeedrite võrk, mis tagab erakordse soojuslöögikindluse ja mõõtmete turvalisuse kiire temperatuuri reguleerimise korral.
See korrastamata aatomi raamistik kaitseb kristallograafilistel tasapindadel rinnakorvi eest, muudab integreeritud ränidioksiidi vähem haavatavaks murdumise suhtes termorattasõidu ajal võrreldes polükristalliliste portselanidega.
Tootel on madal soojusarengu koefitsient (~ 0.5 × 10 ⁻⁶/ K), insenerimaterjalide hulgas üks madalamaid, võimaldades taluda suuri termilisi nõlvad ilma purunemiseta– oluline hoone pooljuhtide ja päikesepatareide tootmises.
Integreeritud ränidioksiid säilitab lisaks erakordse keemilise inertsuse enamiku hapete suhtes, veeldatud terased, ja räbu, kuigi seda saab aeglaselt graveerida vesinikfluoriidhappe ja kuuma fosforhappega.
Selle kõrge pehmenemispunkt (~ 1600– 1730 °C, sõltuvalt puhtusest ja OH materjalist) võimaldab pidevat töötamist kõrgendatud temperatuuridel, mis on vajalikud kristallide arendamiseks ja terase rafineerimiseks.
1.2 Puhtuse hindamine ja mikroelementide kontroll
Kvartstiiglite efektiivsus põhineb suuresti keemilisel puhtusel, eriti metallide saasteainete, nagu raud, fookus, naatrium, kaalium, kerge alumiinium, ja titaan.
Samuti jäljekogused (komponendid miljoni taseme kohta) Nendest lisanditest võib kristallide arenemise ajal liikuda sularäni, tekkivast pooljuhtmaterjalist elektrihoonete riknemine.
Elektroonikaseadmete tootmisel kasutatavad kõrge puhtusastmega omadused koosnevad tavaliselt üle 99.95% SiO ₂, leelisterase oksiididega on piiratud palju alla 10 ppm ja siirdemetallid allpool 1 ppm.
Saasteained pärinevad toorest kvartsist lähteainest või käitlemistööriistadest ning neid vähendatakse mineraalsete allikate ja puhastusmeetodite (nt happega leostumise ja flotatsioonikaitse) abil..
Lisaks, hüdroksüül (Oh) sulatatud ränidioksiidis sisalduv veebisisu mõjutab selle termomehaanilisi toiminguid; kõrge OH-ga tüübid tagavad parema UV-ülekande, kuid madalama termilise stabiilsuse, samas kui madala OH-ga versioone eelistatakse kõrge temperatuuriga rakendustes, kuna mullide teke on minimaalne.
( Kvarts tiiglid)
2. Tootmisprotsess ja mikrostruktuuriline disain
2.1 Elektrofusioon ja vormimisstrateegiad
Kvartstiigleid genereeritakse peamiselt elektrofusiooni teel, protsess, mille käigus kõrge puhtusastmega kvartspulber juhitakse pöörlevasse grafiitvormi ja elektrilises kaarkuumutis tekib hallitus.
Süsinikelektroodide vahel tekkiv elektrikaar sulatab kvartsotsikud üles, mis tahkuvad kihthaaval, et luua õmblusteta, tihe tiigli vorm.
See tehnika loob peeneteralise, homogeenne mikrostruktuur minimaalsete mullide ja triipudega, oluline püsiva sooja tsirkulatsiooni ja mehaanilise stabiilsuse tagamiseks.
Spetsiaalsete rakenduste jaoks, mis vajavad ülimadalat saastumist või detailide seina tiheduse profiile, kasutatakse erinevaid lähenemisviise, nagu plasmasulatamine ja tulesulandimine..
Pärast valamist, tiiglid läbivad kontrollitud jahutamise (lõõmutamine) sisemiste pingete kõrvaldamiseks ja spontaanse purunemise peatamiseks lahenduse ajal.
Pinna viimistlus, mis koosneb lihvimisest ja heledamaks muutmisest, tagab mõõtmete täpsuse ja alandab tuumade moodustumise kohti soovimatuks kristalliseerumiseks kogu kasutamise vältel.
2.2 Kristallilise kihi projekteerimine ja läbipaistmatuse kontroll
Kaasaegsete kvartstiiglite iseloomulik tunnus, eriti need, mida kasutatakse multikristallilise räni suunalisel tahkumisel, on meisterdatud sisekihi raamistik.
Kogu tootmise ajal, sisepinnaga tegeletakse sageli õhukese arengu reklaamimiseks, kontrollitud kristobaliidi kiht– SiO TWO kõrgtemperatuuriline polümorf– maja esmasel kütmisel.
See kristobaliidikiht toimib difusioonitakistajana, sula räni ja selle all oleva integreeritud ränidioksiidi vahelise otsese interaktsiooni vähendamine, vähendades seega hapniku ja metalli saastumist.
Pealegi, selle kristalse faasi nähtavus suurendab läbipaistmatust, parandades infrapunakiirguse neeldumist ja reklaamides veelgi ühtlasemat temperatuuriringlust sula ajal.
Tiigli arendajad stabiliseerivad hoolikalt selle kihi paksust ja ühendust, et vältida lõhenemist või lõhenemist mahumuutuste tõttu etapi ülemineku ajal.
3. Praktiline tõhusus kõrge temperatuuriga rakendustes
3.1 Kohustus ränikristallide arendusprotsessides
Kvartstiiglid on monokristallilise ja multikristallilise räni tootmisel olulised, töötab veeldatud räni peamise konteinerina Czochralskis (CZ) ja suunatud tahkumissüsteemid (DS).
CZ protsessis, idukristall kastetakse otse kvartstiiglisse hoitavasse veeldatud räni ja tõmmatakse keerates aeglaselt üles, võimaldades ühekristalliliste valuplokkide arenemist.
Kuigi tiigel ei räägi otseselt kasvava kristalliga, interaktsioonid veeldatud räni ja SiO ₂ seinapindade vahel põhjustavad hapniku lahustumist sulatis, mis võib mõjutada teenusepakkuja eluiga ja lõppplaatide mehaanilist tugevust.
Fotogalvaanilise kvaliteediga räni DS-protseduurides, massiivsed kvartstiiglid võimaldavad sadade kilogrammide veeldatud räni kontrollitud jahutamist plokikujulisteks valuplokkideks.
Siin, katted nagu räninitriid (Si viis N NELI) kantakse sisepinnale, et vältida sidumist ja hõlbustada tahkunud räniploki lihtsat käivitamist pärast jahutamist.
3.2 Hävitusseadmed ja kasutusea piirangud
Vaatamata nende sitkusele, kvartstiiglid lagunevad mitmete seotud seadmete tõttu dubleeritud kõrge temperatuuriga tsüklite ajal.
Paks vool või väändumine tekib pikaajalisel otsesel kokkupuutel üle 1400 °C, põhjustab seina õhenemist ja geomeetrilise aususe kaotust.
Sulatatud ränidioksiidi ümberkristalliseerimine otse kristobaliidiks tekitab mahu suurenemise tulemusena sisemist stressi ja ärevust, võib põhjustada luumurde või laialivalgumist, mis saastavad sula.
Keemiline erosioon tuleneb veeldatud räni ja SiO TWO vahelisest vähenemisreaktsioonist: SiO KAKS + Si → 2SiO(g), tekitades lenduvat ränimonooksiidi, mis lahkub ja kahjustab tiigli seina pinda.
Mullide arendamine, mida juhivad kinni jäänud gaasid või OH rühmad, lisaks ohustab konstruktsiooni vastupidavust ja soojusjuhtivust.
Need halvenemise teed piiravad korduskasutustsüklite mitmekesisust ja nõuavad täpset protsessi juhtimist, et optimeerida tiigli eluiga ja esemete saagist.
4. Tekkivad arengud ja tehnilised kohandused
4.1 Katted ja ühendite muudatused
Et parandada jõudlust ja pikaealisust, täiustatud kvartstiiglid integreerivad funktsionaalseid katteid ja komposiitkonstruktsioone.
Ränipõhised kleepumisvastased kihid ja ravimiga kaetud ränidioksiidi viimistlus parandavad vabanemisomadusi ja vähendavad hapniku väljutamist sulamise ajal.
Mõned tootjad integreerivad tsirkooniumoksiidi (ZrO ₂) osakesed tiigli seinapinda, et suurendada mehaanilist tugevust ja vastupidavust devitrifikatsioonile.
Pidevalt tehakse uuringuid täiesti läbipaistvate või gradientstruktuuriga tiiglite osas, mis on välja töötatud kiirgussoojusülekande parandamiseks järgmise põlvkonna päikeseküttesüsteemide paigutustes.
4.2 Jätkusuutlikkuse ja ringlussevõtu väljakutsed
Pooljuhtide ja fotogalvaanilise tööstuse vajaduste suurenemisega, kvartstiiglite kestev kasutamine on muutunud murekohaks.
Ränisademega saastunud kasutatud tiigleid on ristsaastumise ohu tõttu raske taaskasutada, mis toob kaasa märkimisväärse jäätmetekke.
Algatused keskenduvad taaskasutatavate tiiglite vooderdiste väljatöötamisele, tõhustatud puhastusprotseduurid, ja suletud ahelaga ringlussevõtusüsteemid kõrge puhtusastmega ränidioksiidi taastamiseks lisarakenduste jaoks.
Kuna seadme tõhusus nõuab üha kõrgemat materjali puhtust, Kvartstiiglite ülesandeks on kindlasti jätkata toodete teaduse ja protsesside kujundamise edusamme.
Kokkuvõttes, kvartstiiglid on oluline kasutajaliides ressursside ja suure jõudlusega elektroonikatoodete vahel.
Nende ainulaadne puhtuse kombinatsioon, termiline tugevus, ja struktuurne stiil võimaldab valmistada ränipõhiseid kaasaegseid tehnoloogiaid, mis toidavad kaasaegseid arvuti- ja taastuvenergiasüsteeme.
5. Pakkuja
Advanced Ceramics asutati oktoobris 17, 2012, on kõrgtehnoloogia ettevõte, mis on pühendunud teadus- ja arendustegevusele, tootmine, töötlemine, keraamiliste materjalide, näiteks alumiiniumoksiidi keraamiliste kuulide müük ja tehnilised teenused. Meie toodete hulka kuuluvad boorkarbiidist keraamilised tooted, kuid mitte ainult, Boornitriidi keraamikatooted, Ränikarbiidist keraamikatooted, Silikoonnitriidi keraamikatooted, Tsirkooniumdioksiidi keraamikatooted, jne. Kui olete huvitatud, võtke meiega julgelt ühendust.([email protected])
Sildid: kvarts tiiglid,sulatatud kvartstiigel,kvartstiigel räni jaoks
Kõik artiklid ja pildid on Internetist. Kui on autoriõigustega probleeme, kustutamiseks võtke meiega õigeaegselt ühendust.
Küsige meilt