1. Lydyto kvarco makiažas ir struktūrinės savybės
1.1 Amorfinis tinklas ir terminis stabilumas
(Kvarciniai tigliai)
Kvarciniai tigliai yra aukštos temperatūros indai, pagaminti iš integruoto silicio dioksido, dirbtinė silicio dioksido forma (SiO ₂) gautas tirpstant natūraliems kvarco kristalams aukštesnėje temperatūroje 1700 °C.
Skirtingai nuo kristalinio kvarco, integruotas silicio dioksidas turi amorfinį trimatį kampų dalijimosi SiO ₄ tetraedrų tinklą, kuri perteikia išskirtinį atsparumą šiluminiam smūgiui ir matmenų saugumą greitai reguliuojant temperatūrą.
Ši netvarkinga atominė struktūra apsaugo nuo krūtinės išilgai kristalografinių plokštumų, todėl integruotas silicio dioksidas yra mažiau pažeidžiamas lūžimo terminio dviračio metu, palyginti su polikristaliniu porcelianu.
Produktas pasižymi žemu šiluminio išsivystymo koeficientu (~ 0.5 × 10 ⁻⁶/ K), viena žemiausių tarp inžinerinių medžiagų, leidžianti atlaikyti didelius šiluminius šlaitus be lūžių– gyvybiškai svarbus puslaidininkių ir saulės elementų gamybos pastatas.
Integruotas silicio dioksidas papildomai išlaiko išskirtinį cheminį inertiškumą prieš daugumą rūgščių, suskystintas plienas, ir šlakus, nors jį galima lėtai išgraviruoti vandenilio fluorido rūgštimi ir karšta fosforo rūgštimi.
Aukštas jo minkštėjimo taškas (~1600– 1730 °C, priklausomai nuo grynumo ir OH medžiagos) leidžia nuolat veikti aukštesnėje temperatūroje, reikalingoje kristalų vystymuisi ir plieno rafinavimo procesams.
1.2 Grynumo įvertinimas ir mikroelementų kontrolė
Kvarcinių tiglių efektyvumas labai priklauso nuo cheminės grynumo, ypač metalų teršalų, tokių kaip geležis, židinys, natrio, kalio, lengvas aliuminis, ir titanas.
Taip pat pėdsakus (komponentų milijonui lygiui) šių priemaišų kristalų vystymosi metu gali patekti į išlydytą silicį, susidariusios puslaidininkinės medžiagos pabloginančios elektros pastatus.
Aukšto grynumo savybės, naudojamos elektroninių prietaisų gamyboje, paprastai susideda iš daugiau nei 99.95% SiO ₂, su šarminio plieno oksidais, apribotais daug mažiau nei 10 ppm ir pereinamieji metalai žemiau 1 ppm.
Teršalai kyla iš neapdoroto kvarco žaliavos arba tvarkymo įrankių ir yra sumažinami, kai pasirenkami mineraliniai šaltiniai ir valymo metodai, pvz., rūgšties išplovimas ir apsauga nuo flotacijos..
Be to, hidroksilas (Oi) žiniatinklio turinys lydytame silicio dioksidu turi įtakos jo termomechaniniams veiksmams; Aukštos OH rūšys užtikrina geresnį UV pralaidumą, bet mažesnį terminį stabilumą, o žemo OH versijos yra pageidaujamos naudoti aukštoje temperatūroje dėl minimalaus burbuliukų susidarymo.
( Kvarciniai tigliai)
2. Gamybos procesas ir mikrostruktūrinis projektavimas
2.1 Elektrofuzija ir formavimo strategijos
Kvarciniai tigliai daugiausia generuojami elektrofuzijos būdu, procesas, kurio metu didelio grynumo kvarco milteliai tiekiami į besisukantį grafito formą ir miltligė į elektrinį lanko šildytuvą.
Tarp anglies elektrodų susidaręs elektros lankas atitirpdo kvarco antgalius, kurios kietėja sluoksnis po sluoksnio ir sukuria vientisą, tanki tiglio forma.
Ši technika sukuria smulkiagrūdį, vienalytė mikrostruktūra su minimaliais burbuliukais ir strijomis, būtinas pastoviai šiltai cirkuliacijai ir mechaniniam stabilumui.
Skirtingi metodai, tokie kaip plazmos sintezė ir ugnies sintezė, naudojami specializuotoms reikmėms, kurioms reikia ypač mažo užterštumo arba detalių sienelių tankio profilių..
Po liejimo, tigliai praeina kontroliuojamą aušinimą (atkaitinimas) pašalinti vidinius įtempius ir sustabdyti savaiminį lūžimą tirpinimo metu.
Paviršiaus apdaila, susidedantis iš šlifavimo ir pašviesinimo, užtikrina matmenų tikslumą ir sumažina branduolių susidarymo vietas nepageidaujamai kristalizacijai naudojimo metu.
2.2 Kristalinio sluoksnio inžinerija ir neskaidrumo valdymas
Išskirtinis šiuolaikinių kvarcinių tiglių bruožas, ypač tie, kurie naudojami kryptiniam daugiakristalinio silicio kietėjimui, yra sukurtas vidinio sluoksnio karkasas.
Viso gamybos metu, Vidinis paviršiaus plotas dažnai sprendžiamas siekiant reklamuoti plonos formos vystymąsi, kontroliuojamas kristobalito sluoksnis– aukštos temperatūros polimorfas SiO TWO– pradėjus šildyti namus.
Šis kristobalito sluoksnis veikia kaip difuzijos kliūtis, sumažina tiesioginę sąveiką tarp išlydyto silicio ir apatinio integruoto silicio dioksido, taip sumažinant deguonies ir metalų užterštumą.
Be to, šios kristalinės fazės matomumas padidina neskaidrumą, gerina infraraudonųjų spindulių sugertį ir reklamuoja dar pastovesnę temperatūros cirkuliaciją atšilimo metu.
Tiglio vystytuvai kruopščiai stabilizuoja šio sluoksnio storį ir jungtį, kad būtų išvengta skilimo ar skilimo dėl tūrio pokyčių etapų perėjimų metu.
3. Praktinis efektyvumas aukštoje temperatūroje
3.1 Pareiga silicio kristalų kūrimo procesuose
Kvarciniai tigliai yra būtini monokristalinio ir daugiakristalinio silicio gamyboje, dirba kaip pagrindinė suskystinto silicio talpykla Czochralski mieste (CZ) ir kryptinio kietėjimo sistemos (DS).
CZ procese, sėklinis kristalas panardinamas tiesiai į suskystintą silicį, laikomą kvarciniame tiglyje ir lėtai traukiamas aukštyn sukant, leidžiantys vystytis vieno kristalo luitams.
Nors tiglis tiesiogiai nesikalba su augančiu kristalu, sąveika tarp suskystinto silicio ir SiO ₂ sienelių paviršių sukelia deguonies ištirpimą lydyne, kurie gali turėti įtakos paslaugų teikėjo tarnavimo laikui ir galutinių plokštelių mechaniniam stiprumui.
DS procedūrose fotovoltiniam siliciui, masyvūs kvarciniai tigliai leidžia kontroliuoti šimtus kilogramų suskystinto silicio aušinimo į bloko formos luitus.
Čia, dangos, tokios kaip silicio nitridas (Si penki N KETURI) dedami ant vidinio paviršiaus, kad būtų išvengta sukibimo ir būtų lengviau paleisti sukietėjusį silicio bloką atvėsus.
3.2 Naikinimo įrenginiai ir naudojimo trukmės apribojimai
Nepaisant jų kietumo, kvarciniai tigliai suyra per pasikartojančius aukštos temperatūros ciklus dėl kelių susijusių įrenginių.
Tirštas srautas arba iškrypimas atsiranda ilgalaikio tiesioginio poveikio metu 1400 °C, sukeliantis sienų plonėjimą ir geometrinio sąžiningumo praradimą.
Lydyto silicio dioksido perkristalizavimas tiesiai į kristobalitą sukelia vidinį stresą ir nerimą dėl tūrio augimo, gali sukelti lūžius ar išsibarstymą, kurie teršia atšilimą.
Cheminė erozija atsiranda dėl sumažėjusios reakcijos tarp suskystinto silicio ir SiO TWO: SiO DU + Si → 2SiO(g), susidaro lakus silicio monoksidas, kuris palieka ir pažeidžia tiglio sienelės paviršių.
Burbulo vystymasis, varomas įstrigusių dujų arba OH grupių, papildomai kelia pavojų konstrukcijos patvarumui ir šilumos laidumui.
Šie gedimo keliai riboja pakartotinio naudojimo ciklų įvairovę ir reikalauja tikslios proceso kontrolės, siekiant optimizuoti tiglio tarnavimo laiką ir gaminių išeigą..
4. Kylantys pokyčiai ir techniniai pritaikymai
4.1 Dangos ir junginių pakeitimai
Norėdami pagerinti našumą ir ilgaamžiškumą, pažangūs kvarciniai tigliai integruoja funkcines dangas ir kompozicines struktūras.
Silicio pagrindo lipnumą saugantys sluoksniai ir apsauginė silicio dioksido apdaila pagerina išsiskyrimo savybes ir sumažina deguonies išsiskyrimą lydymosi metu.
Kai kurie gamintojai integruoja cirkonį (ZrO ₂) daleles į tiglio sienelės paviršių, kad padidėtų mechaninis stiprumas ir atsparumas devitrifikacijai.
Nuolat atliekami visiškai skaidrių arba gradientinės struktūros tiglių, sukurtų siekiant pagerinti spinduliuotės šilumos perdavimą naujos kartos saulės šildymo sistemų maketuose, tyrimai..
4.2 Tvarumo ir perdirbimo iššūkiai
Didėjant poreikiui iš puslaidininkių ir fotovoltinės pramonės, susirūpinimą kelia ilgalaikis kvarcinių tiglių naudojimas.
Naudotus tiglius, užterštus silicio nuosėdomis, sunku perdirbti dėl kryžminio užteršimo pavojaus, todėl susidaro daug atliekų.
Iniciatyvos yra skirtos perdirbamų tiglių įdėklų kūrimui, sustiprintos valymo procedūros, ir uždaro ciklo perdirbimo sistemos, skirtos atgauti labai gryną silicio dioksidą, kad būtų galima naudoti papildomas priemones.
Kadangi prietaiso efektyvumas reikalauja vis didesnės medžiagos grynumo, kvarcinių tiglių pareiga tikrai išliks tobulėjant gaminių mokslui ir procesų projektavimui.
Apibendrinant, kvarciniai tigliai yra gyvybiškai svarbi vartotojo sąsaja tarp išteklių ir didelio našumo elektroninių gaminių.
Jų unikalus grynumo derinys, šiluminis stiprumas, ir struktūrinis stilius leidžia gaminti silicio pagrindu sukurtas modernias technologijas, kurios maitina šiuolaikines kompiuterių ir atsinaujinančios energijos sistemas..
5. Teikėjas
Advanced Ceramics įkurta spalio mėn 17, 2012, yra aukštųjų technologijų įmonė, įsipareigojusi atlikti tyrimus ir plėtrą, gamyba, apdorojimas, keraminių medžiagų, tokių kaip aliuminio oksido keramikos rutuliukai, pardavimas ir techninės paslaugos. Mūsų gaminiai apima boro karbido keramikos gaminius, bet jais neapsiribojant, Boro nitrido keramikos gaminiai, Silicio karbido keramikos gaminiai, Silicio nitrido keramikos gaminiai, Cirkonio dioksido keramikos gaminiai, ir tt. Jei jus domina, nedvejodami susisiekite su mumis.([email protected])
Žymos: kvarciniai tigliai,lydyto kvarco tiglis,kvarcinis tiglis siliciui
Visi straipsniai ir nuotraukos yra iš interneto. Jei yra kokių nors autorių teisių problemų, susisiekite su mumis laiku, kad ištrintumėte.
Pasiteiraukite mūsų