1. Балқытылған кварцтың құрамы және құрылымдық қасиеттері
1.1 Аморфты желі және термиялық тұрақтылық
(Кварц тигельдері)
Кварц тигельдері біріктірілген кремнеземнен жасалған жоғары температуралы ыдыстар болып табылады, кремний диоксидінің жасанды түрі (SiO ₂) жоғары температура деңгейінде табиғи кварц кристалдарының балқуынан алынған 1700 ° C.
Кристалды кварцтан айырмашылығы, Интегралды кремний тотығы бұрышты бөлісетін SiO ₄ тетраэдрлердің аморфты үш өлшемді желісіне ие., Температураны жылдам реттеу кезінде ерекше термиялық соққыға төзімділік пен өлшемдік қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.
Бұл ретсіз атомдық шеңбер кристаллографиялық жазықтықтар бойымен кеудеден қорғайды, біріктірілген кремний диоксиді поликристалды фарформен салыстырғанда термиялық велосипедте сынуға азырақ осал етеді.
Өнім жылулық дамудың төмен коэффициентін көрсетеді (~ 0.5 × 10 ⁻⁶/ Қ), инженерлік материалдардың ішіндегі ең төменінің бірі, қатты термиялық беткейлерге сынусыз төтеп беруге мүмкіндік береді– жартылай өткізгіштер мен күн батареяларын өндірудегі маңызды ғимарат.
Біріктірілген кремнезем қосымша қышқылдардың көпшілігіне қарсы ерекше химиялық инерттілікті сақтайды, сұйытылған болаттар, және шлактар, оны фтор қышқылы мен ыстық фосфор қышқылымен баяу ойып алуға болады.
Оның жоғары жұмсарту нүктесі (~ 1600– 1730 ° C, тазалығына және OH материалына байланысты) кристалды өңдеу және болатты тазарту процестері үшін қажетті жоғары температурада үздіксіз жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
1.2 Тазалықты бағалау және микронутриенттерді бақылау
Кварц тигельдерінің тиімділігі жоғары химиялық тазалыққа негізделген, әсіресе темір сияқты металды ластаушы заттардың фокусы, натрий, калий, жеңіл алюминий, және титан.
Сондай-ақ сомаларды қадағалаңыз (миллион деңгейге құрамдас бөліктер) бұл қоспалардың кристалдық дамуы кезінде балқытылған кремнийге ауысуы мүмкін, нәтижесінде жартылай өткізгіш материалдың электр ғимараттарының нашарлауы.
Электрондық құрылғыларды өндіруде қолданылатын жоғары тазалық қасиеттері әдетте артық тұрады 99.95% SiO ₂, қарағанда әлдеқайда аз шектелген сілтілі болат оксидтерімен 10 ppm және төменде өтпелі металдар 1 ppm.
Ластаушы заттар шикі кварц шикізатынан немесе өңдеу құралдарынан туындайды және минералды көздерді мұқият таңдау және қышқылмен шаймалау және флотациядан қорғау сияқты тазарту әдістері арқылы азайтылады..
Сонымен қатар, гидроксил (OH) Балқытылған кремнеземдегі веб-мазмұн оның термомеханикалық әрекеттеріне әсер етеді; жоғары OH түрлері ультракүлгін сәулелерді жақсы өткізуді қамтамасыз етеді, бірақ термиялық тұрақтылықты төмендетеді, ал төмен OH нұсқалары көпіршіктердің дамуын азайтуға байланысты жоғары температуралық қолданбалар үшін қолайлы.
( Кварц тигельдері)
2. Өндіріс процесі және микроқұрылымдық жобалау
2.1 Электрофюзия және қалыптастыру стратегиялары
Кварц тигельдері негізінен электрофузия арқылы жасалады, жоғары тазалықтағы кварц ұнтағы электр доғалық жылытқыштың ішіндегі графитті қалыпқа және көгеруге берілетін процесс.
Көміртекті электродтар арасында пайда болған электр доғасы кварц биттерін ерітеді, біркелкі жасау үшін қабат-қабат қатаяды, тығыз тигель пішіні.
Бұл әдіс ұсақ түйіршікті жасайды, аз көпіршіктері мен жолақтары бар біртекті микроқұрылым, тұрақты жылы айналым және механикалық тұрақтылық үшін қажет.
Плазма синтезі және отты біріктіру сияқты әртүрлі тәсілдер өте төмен ластануды немесе қабырға тығыздығы профильдерін қажет ететін арнайы қолданбалар үшін қолданылады..
Кастингтен кейін, тигельдер бақыланатын салқындатудан өтеді (күйдіру) ішкі кернеулерді жою және ерітінді кезінде өздігінен бұзылуды тоқтату.
Бетін өңдеу, ұнтақтау мен ағартудан тұрады, өлшемдік дәлдікті қамтамасыз етеді және пайдалану кезінде қажетсіз кристалдану үшін нуклеация учаскелерін төмендетеді.
2.2 Кристалды қабат инженериясы және мөлдірлікті бақылау
Қазіргі кварц тигельдерінің айқындаушы белгісі, әсіресе көп кристалды кремнийді бағытталған қатайту үшін қолданылатындар, дайындалған ішкі қабат қаңқасы болып табылады.
Өндіріс бойы, ішкі бетінің ауданы жұқа дамуын жарнамалау үшін жиі айналысады, кристобалиттің басқарылатын қабаты– SiO TWO жоғары температуралық полиморф– үйді бастапқы жылыту кезінде.
Бұл кристобалит қабаты диффузиялық кедергі ретінде әрекет етеді, балқытылған кремний мен астындағы біріктірілген кремний диоксиді арасындағы тікелей әрекеттесуді азайту, осылайша оттегі мен металл ластануын азайтады.
Оның үстіне, бұл кристалдық фазаның көрінуі мөлдірлікті арттырады, инфрақызыл сәулеленуді сіңіруді жақсарту және еріген кезде одан да тұрақты температура айналымын жарнамалау.
Тигель әзірлеушілері кезеңдік ауысулар кезінде көлемнің өзгеруіне байланысты шашырауды немесе бөлінуді болдырмау үшін осы қабаттың қалыңдығы мен байланысын мұқият тұрақтандырады..
3. Жоғары температуралық қолданбалардағы практикалық тиімділік
3.1 Кремний кристалын әзірлеу процестеріндегі міндет
Кварц тигельдері монокристалды және көп кристалды кремний өндірісінде өте маңызды, Чохральскидегі сұйытылған кремнийге арналған негізгі контейнер ретінде жұмыс істейді (CZ) және бағытталған қатаю жүйелері (DS).
CZ процесінде, Тұқымдық кристалды кварц тигельінде сақталатын сұйытылған кремнийге батырады және айналдыру кезінде баяу жоғары қарай тартады., монокристалды құймалардың дамуына мүмкіндік береді.
Тигель өсіп келе жатқан кристалды тікелей айтпаса да, сұйытылған кремний мен SiO ₂ қабырға беттері арасындағы өзара әрекеттесу балқымаға оттегінің еруіне әкеледі., бұл қызмет провайдерінің қызмет ету мерзіміне және аяқталған пластиналардағы механикалық беріктікке әсер етуі мүмкін.
Фотоэлектрлі кремнийге арналған DS процедураларында, массивтік кварц тигельдері жүздеген килограмм сұйытылған кремнийді блок тәрізді құймаларға басқарылатын салқындатуға мүмкіндік береді..
Мұнда, кремний нитриді сияқты жабындар (Бес N ТӨРТ) байланысын болдырмау және салқындағаннан кейін қатайтылған кремний блогын қарапайым іске қосу үшін ішкі бетке қолданылады..
3.2 Бұзатын құрылғылар және қызмет ету мерзімінің шектеулері
Олардың қаталдығына қарамастан, кварц тигельдері бірнеше байланысты құрылғылардың әсерінен қайталанатын жоғары температуралық циклдар бойы бұзылады.
Ұзақ мерзімді тікелей әсер ету кезінде қалың ағын немесе бұралу пайда болады 1400 ° C, қабырғаның жұқаруына және геометриялық адалдықтың жоғалуына әкеледі.
Балқытылған кремний диоксидін кристобалитке қайта кристалдануы көлемнің дамуы нәтижесінде ішкі күйзеліс пен алаңдаушылық тудырады., еріген жерді ластайтын сынықтар немесе шөгулер тудыруы мүмкін.
Химиялық эрозия сұйытылған кремний мен SiO TWO арасындағы төмендеу реакцияларынан туындайды: SiO ЕКІ + Si → 2SiO(g), тигель қабырғасының бетін қалдыратын және зақымдайтын ұшпа кремний тотығын түзеді.
Көпіршікті дамыту, ұсталған газдар немесе OH топтары арқылы қозғалады, құрылымдық төзімділікке және жылу өткізгіштікке қосымша қауіп төндіреді.
Бұл нашарлау жолдары қайта пайдалану циклдерінің әртүрлілігін шектейді және тигельдің қызмет ету мерзімі мен өнім шығымын оңтайландыру үшін нақты процесті бақылауды талап етеді..
4. Пайда болған әзірлемелер және техникалық бейімделулер
4.1 Қаптаулар және қоспаларды өзгерту
Өнімділік пен ұзақ өмір сүруді жақсарту үшін, прогрессивті кварц тигельдері функционалды жабындар мен композиттік құрылымдарды біріктіреді.
Кремний негізіндегі жабыспауға қарсы қабаттар және дәрілік кремнеземді әрлеу босату мүмкіндіктерін арттырады және балқу кезінде оттегінің шығуын азайтады..
Кейбір өндірушілер цирконийді біріктіреді (ZrO ₂) механикалық беріктікті және девитрификацияға төзімділікті арттыру үшін бөлшектерді тигель қабырғасының бетіне енгізіңіз.
Жаңа буын күн жылыту жүйесінің схемаларында сәулелік жылу беруді жақсарту үшін әзірленген толық мөлдір немесе градиентті құрылымды тигельдерді зерттеу үздіксіз жүргізілуде..
4.2 Тұрақтылық және қайта өңдеу мәселелері
Жартылай өткізгіш және фотоэлектрлік өнеркәсіптерге қажеттіліктің артуы, кварц тигельдерін ұзақ уақыт пайдалану алаңдаушылық туғызды.
Кремний шөгінділерімен ластанған пайдаланылған тигельдер айқаспалы ластану қаупіне байланысты қайта өңдеуге қиын., елеулі қалдықтардың түзілуіне әкеледі.
Бастамалар қайта өңделетін тигель төсемдерін әзірлеуге бағытталған, тазарту процедураларын күшейтті, және қосымша қолдану үшін жоғары таза кремнеземді қалпына келтіруге арналған жабық циклді қайта өңдеу жүйелері.
Құрылғының тиімділігі барған сайын жоғары материал тазалығын талап ететіндіктен, кварц тигельдерінің міндеті өнімнің ғылымы мен технологиялық дизайндағы жетістіктерімен ілгерілеу болып қала бермек.
Қорытындыда, кварц тигельдері ресурстар мен өнімділігі жоғары электрондық өнімдер арасындағы маңызды пайдаланушы интерфейсін білдіреді.
Олардың бірегей тазалық үйлесімі, термиялық беріктігі, және құрылымдық стиль қазіргі заманғы компьютерлік және жаңартылатын энергия жүйелерін қуаттандыратын кремний негізіндегі заманауи технологияларды жасауға мүмкіндік береді..
5. Провайдер
Advanced Ceramics қазан айында негізі қаланған 17, 2012, ғылыми-зерттеу және әзірлеуге берілген жоғары технологиялық кәсіпорын болып табылады, өндіріс, өңдеу, алюминий тотығы керамикалық шарлар сияқты керамикалық салыстырмалы материалдарды сату және техникалық қызметтер. Біздің өнімдерге бор карбиді керамикалық өнімдер кіреді, бірақ олармен шектелмейді, Бор нитриді керамикалық өнімдер, Кремний карбиді керамикалық бұйымдар, Кремний нитриді керамикалық бұйымдар, Цирконий диоксиді керамикалық бұйымдар, т.б. Егер сізді қызықтырса, бізбен байланысыңыз.([email protected])
Тегтер: кварц тигельдері,балқытылған кварц тигель,кремнийге арналған кварц тигель
Барлық мақалалар мен суреттер Интернеттен алынған. Авторлық құқық мәселелері болса, жою үшін уақытында бізге хабарласыңыз.
Бізден сұраңыз