क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स: अति-तापमान सामग्री प्रक्रिया एल्युमिना विटांसाठी उच्च-शुद्धता सिलिका वेसल्स

1. फ्यूज्ड क्वार्ट्जचे मेकअप आणि स्ट्रक्चरल गुणधर्म

1.1 अनाकार नेटवर्क आणि थर्मल स्थिरता

(क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स)

क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स हे उच्च-तापमानाचे कंटेनर आहेत जे एकात्मिक सिलिकापासून बनवले जातात, सिलिकॉन डायऑक्साइडचे कृत्रिम रूप (SiO ₂) नैसर्गिक क्वार्ट्ज क्रिस्टल्सच्या वितळण्यापासून तापमान पातळी ओलांडल्याने प्राप्त होते 1700 ° से.

क्रिस्टलीय क्वार्ट्जच्या विपरीत, एकात्मिक सिलिकामध्ये कॉर्नर-शेअरिंग SiO ₄ टेट्राहेड्राचे अनाकार त्रिमितीय नेटवर्क आहे, जे वेगवान तापमान समायोजन अंतर्गत अपवादात्मक थर्मल शॉक प्रतिरोध आणि आयामी सुरक्षा प्रदान करते.

हे विस्कळीत अणु फ्रेमवर्क क्रिस्टलोग्राफिक विमानांसह छातीपासून संरक्षण करते, पॉलीक्रिस्टलाइन पोर्सिलेनच्या तुलनेत एकात्मिक सिलिका संपूर्ण थर्मल बाइकिंगमध्ये फ्रॅक्चरिंगसाठी कमी असुरक्षित बनवते.

उत्पादन थर्मल विकासाचे कमी गुणांक दर्शविते (~ 0.5 × 10 ⁻⁶/ के), अभियांत्रिकी सामग्रीमधील सर्वात कमी, फ्रॅक्चर न होता तीव्र थर्मल उतार सहन करण्यास सक्षम करते– सेमीकंडक्टर आणि सोलर सेल मॅन्युफॅक्चरिंगमधील महत्त्वाची इमारत.

इंटिग्रेटेड सिलिका बहुतेक ऍसिडच्या विरूद्ध अपवादात्मक रासायनिक जडत्व ठेवते, द्रवीकृत स्टील्स, आणि slags, जरी ते हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड आणि गरम फॉस्फोरिक ऍसिडने हळूहळू कोरले जाऊ शकते.

त्याचा उच्च सॉफ्टनिंग पॉइंट (~ 1600– 1730 ° से, शुद्धता आणि OH सामग्रीवर अवलंबून) क्रिस्टल डेव्हलपमेंट आणि स्टील रिफाइनिंग प्रक्रियेसाठी आवश्यक असलेल्या वाढलेल्या तापमानात सतत कार्य करण्यास अनुमती देते.

1.2 शुद्धता प्रतवारी आणि सूक्ष्म पोषक नियंत्रण

क्वार्ट्ज क्रूसिबलची कार्यक्षमता रासायनिक शुद्धतेवर आधारित आहे, विशेषतः लोहासारख्या धातू प्रदूषकांवर लक्ष केंद्रित केले जाते, सोडियम, पोटॅशियम, हलके वजन ॲल्युमिनियम, आणि टायटॅनियम.

तसेच रक्कम शोधून काढा (घटक प्रति दशलक्ष स्तर) यातील अशुद्धता क्रिस्टलच्या विकासादरम्यान वितळलेल्या सिलिकॉनमध्ये जाऊ शकते, परिणामी सेमीकंडक्टर सामग्रीच्या इलेक्ट्रिकल इमारती खराब करणे.

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या उच्च-शुद्धतेचे गुण सामान्यतः ओव्हर असतात 99.95% SiO ₂, पेक्षा खूपच कमी मर्यादित अल्कली स्टील ऑक्साईडसह 10 खाली ppm आणि संक्रमण धातू 1 पीपीएम.

प्रदूषक कच्च्या क्वार्ट्ज फीडस्टॉक किंवा हाताळणीच्या साधनांमधून उद्भवतात आणि खनिज स्त्रोतांच्या सजग पर्याय आणि ऍसिड लीचिंग आणि फ्लोटेशन संरक्षण यांसारख्या शुद्धीकरण पद्धतींद्वारे कमी केले जातात..

याव्यतिरिक्त, हायड्रॉक्सिल (ओह) फ्यूज्ड सिलिकामधील वेब सामग्री त्याच्या थर्मोमेकॅनिकल क्रियांवर परिणाम करते; उच्च-ओएच प्रकार चांगले यूव्ही ट्रांसमिशन प्रदान करतात परंतु थर्मल स्थिरता कमी करतात, कमीत कमी बबल डेव्हलपमेंटमुळे उच्च-तापमान अनुप्रयोगांसाठी कमी-ओएच आवृत्त्यांना प्राधान्य दिले जाते.

( क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स)

2. उत्पादन प्रक्रिया आणि मायक्रोस्ट्रक्चरल डिझाइन

2.1 इलेक्ट्रोफ्यूजन आणि फॉर्मिंग स्ट्रॅटेजीज

क्वार्ट्ज क्रूसिबल प्रामुख्याने इलेक्ट्रोफ्यूजनद्वारे तयार केले जातात, एक प्रक्रिया ज्यामध्ये उच्च-शुद्धता क्वार्ट्ज पावडर इलेक्ट्रिक आर्क हीटरमध्ये टर्निंग ग्रेफाइट मोल्ड आणि बुरशीमध्ये दिले जाते.

कार्बन इलेक्ट्रोड्समध्ये निर्माण होणारा विद्युत चाप क्वार्ट्ज बिट्स वितळतो, जे एकसंध तयार करण्यासाठी थरानुसार थर घट्ट करतात, दाट क्रूसिबल फॉर्म.

या तंत्राने बारीक द्रव्य तयार होते, कमीत कमी बुडबुडे आणि स्ट्राइसह एकसंध सूक्ष्म संरचना, सातत्यपूर्ण उबदार अभिसरण आणि यांत्रिक स्थिरतेसाठी आवश्यक.

प्लाझ्मा फ्यूजन आणि फायर फ्यूजन यांसारख्या भिन्न पध्दतींचा वापर विशेष ऍप्लिकेशन्ससाठी केला जातो ज्यांना अल्ट्रा-लो दूषितता किंवा तपशील भिंतीची घनता प्रोफाइलची आवश्यकता असते..

कास्ट केल्यानंतर, क्रूसिबल नियंत्रित कूलिंगमधून जातात (annealing) आतील ताण दूर करण्यासाठी आणि सोल्यूशन दरम्यान उत्स्फूर्त ब्रेकिंग थांबवा.

पृष्ठभाग पूर्ण करणे, ग्राइंडिंग आणि ब्राइटनिंगचा समावेश आहे, मितीय अचूकता सुनिश्चित करते आणि संपूर्ण वापरात अवांछित क्रिस्टलायझेशनसाठी न्यूक्लिएशन साइट्स कमी करते.

2.2 क्रिस्टलीय स्तर अभियांत्रिकी आणि अपारदर्शकता नियंत्रण

समकालीन क्वार्ट्ज क्रूसिबल्सचे परिभाषित वैशिष्ट्य, विशेषत: जे मल्टीक्रिस्टलाइन सिलिकॉनच्या दिशात्मक घनीकरणासाठी वापरले जातात, तयार केलेली आतील लेयर फ्रेमवर्क आहे.

संपूर्ण उत्पादनात, पातळच्या विकासाची जाहिरात करण्यासाठी अंतर्गत पृष्ठभागाचे क्षेत्र अनेकदा हाताळले जाते, क्रिस्टोबलाइटचा नियंत्रित स्तर– SiO TWO चा उच्च-तापमान बहुरूपी– प्रारंभिक घर गरम झाल्यावर.

हा क्रिस्टोबलाइट थर प्रसरण अडथळा म्हणून काम करतो, वितळलेले सिलिकॉन आणि अंतर्निहित एकात्मिक सिलिका यांच्यातील सरळ संवाद कमी करणे, त्यामुळे ऑक्सिजन आणि धातूचे प्रदूषण कमी होते.

शिवाय, या क्रिस्टलीय टप्प्याची दृश्यमानता अपारदर्शकता वाढवते, इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाचे शोषण वाढवणे आणि वितळण्याच्या आत आणखी सातत्यपूर्ण तापमान परिसंचरण जाहिरात करणे.

क्रुसिबल डेव्हलपर्स स्टेज ट्रांझिशन दरम्यान व्हॉल्यूम बदलल्यामुळे स्पॅलिंग किंवा स्प्लिटिंग टाळण्यासाठी या लेयरची जाडी आणि कनेक्शन काळजीपूर्वक स्थिर करतात..

3. उच्च-तापमान अनुप्रयोगांमध्ये व्यावहारिक कार्यक्षमता

3.1 सिलिकॉन क्रिस्टल विकास प्रक्रियेत कर्तव्य

मोनोक्रिस्टलाइन आणि मल्टीक्रिस्टलाइन सिलिकॉनच्या निर्मितीमध्ये क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स आवश्यक आहेत, Czochralski मध्ये द्रवीकृत सिलिकॉनसाठी प्राथमिक कंटेनर म्हणून काम करत आहे (CZ) आणि दिशात्मक घनीकरण प्रणाली (डी.एस).

CZ प्रक्रियेत, सीड क्रिस्टल क्वार्ट्ज क्रुसिबलमध्ये ठेवलेल्या लिक्विफाइड सिलिकॉनमध्ये बुडवले जाते आणि वळताना हळू हळू वर खेचले जाते, सिंगल-क्रिस्टल इंगॉट्स विकसित होण्यास परवानगी देते.

जरी क्रूसिबल थेट वाढत्या क्रिस्टलशी बोलत नाही, लिक्विफाइड सिलिकॉन आणि SiO ₂ भिंतीच्या पृष्ठभागांमधील परस्परसंवादामुळे ऑक्सिजनचे विरघळते, जे संपलेल्या वेफर्समध्ये सेवा प्रदात्याच्या आजीवन आणि यांत्रिक शक्तीवर प्रभाव टाकू शकते.

फोटोव्होल्टेइक-ग्रेड सिलिकॉनसाठी डीएस प्रक्रियेमध्ये, विशाल क्वार्ट्ज क्रुसिबलमुळे शेकडो किलोग्रॅम लिक्विफाइड सिलिकॉनचे ब्लॉक-आकाराच्या इंगॉट्समध्ये नियंत्रित थंड करणे शक्य होते..

येथे, आच्छादन जसे की सिलिकॉन नायट्राइड (सी पाच एन चार) बाँड टाळण्यासाठी आतील पृष्ठभागावर लागू केले जातात आणि थंड झाल्यावर घनरूप सिलिकॉन ब्लॉकच्या सोप्या प्रक्षेपणात मदत करतात..

3.2 विनाश साधने आणि सेवा जीवन मर्यादा

त्यांच्या कणखरपणा असूनही, अनेक संबंधित उपकरणांमुळे डुप्लिकेट केलेल्या उच्च-तापमान चक्रांमध्ये क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स खराब होतात.

दीर्घकालीन थेट प्रदर्शनावर जाड प्रवाह किंवा विकृती उद्भवते 1400 ° से, भिंत पातळ करणे आणि भौमितिक प्रामाणिकपणाचे नुकसान होऊ शकते.

क्रिस्टोबलाइटमध्ये फ्यूज केलेल्या सिलिकाचे पुन्हा स्फटिकीकरण व्हॉल्यूम डेव्हलपमेंटच्या परिणामी अंतर्गत तणाव आणि चिंता निर्माण करते, शक्यतो फ्रॅक्चर किंवा स्पॅलेशन ज्यामुळे वितळणे प्रदूषित होते.

द्रवरूप सिलिकॉन आणि SiO TWO मधील कमी प्रतिसादामुळे रासायनिक धूप उद्भवते: SiO TWO + Si → 2SiO(g), अस्थिर सिलिकॉन मोनोऑक्साइड तयार करणे जे क्रूसिबल भिंतीच्या पृष्ठभागाला सोडते आणि नुकसान करते.

बबल विकास, अडकलेल्या वायू किंवा OH गटांद्वारे चालविले जाते, याव्यतिरिक्त स्ट्रक्चरल स्टॅमिना आणि थर्मल चालकता धोक्यात आणते.

हे बिघडण्याचे मार्ग विविध प्रकारच्या पुनर्वापराच्या चक्रांना मर्यादित करतात आणि क्रूसिबल आयुर्मान आणि वस्तूंचे उत्पन्न इष्टतम करण्यासाठी अचूक प्रक्रिया नियंत्रणाची मागणी करतात..

4. उद्भवणारे विकास आणि तांत्रिक रूपांतर

4.1 कोटिंग्ज आणि कंपाऊंड बदल

कामगिरी आणि दीर्घायुष्य सुधारण्यासाठी, प्रगतीशील क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स फंक्शनल कव्हरिंग्ज आणि कंपोझिट स्ट्रक्चर्स एकत्रित करतात.

सिलिकॉन-आधारित अँटी-स्टिकिंग लेयर्स आणि ड्रग्ज्ड सिलिका फिनिशिंग रिलीझ वैशिष्ट्यांना चालना देतात आणि वितळताना ऑक्सिजन बाहेर पडणे कमी करतात..

काही उत्पादक झिरकोनिया समाकलित करतात (ZrO ₂) क्रुसिबल भिंतीच्या पृष्ठभागावर यांत्रिक सामर्थ्य वाढवण्यासाठी कण आणि विकृतीचा प्रतिकार.

पुढील पिढीतील सोलर हीटिंग सिस्टम लेआउट्समध्ये तेजस्वी उष्णता हस्तांतरण वाढविण्यासाठी विकसित केलेल्या पूर्णपणे पारदर्शक किंवा ग्रेडियंट-स्ट्रक्चर्ड क्रूसिबल्समध्ये संशोधन चालू आहे..

4.2 टिकाऊपणा आणि पुनर्वापराची आव्हाने

सेमीकंडक्टर आणि फोटोव्होल्टेइक उद्योगांकडून गरज वाढवण्यासह, क्वार्ट्ज क्रूसिबल्सचा चिरस्थायी वापर चिंतेचा विषय बनला आहे.

सिलिकॉन डिपॉझिटने दूषित वापरलेले क्रूसिबल क्रॉस-दूषित होण्याच्या धोक्यांमुळे रीसायकल करणे कठीण आहे, मोठ्या प्रमाणात कचरा निर्मितीसाठी अग्रगण्य.

पुढाकार पुनर्वापर करण्यायोग्य क्रूसिबल लाइनिंग विकसित करण्यावर लक्ष केंद्रित करतात, स्वच्छता प्रक्रियांना चालना दिली, आणि अतिरिक्त ऍप्लिकेशन्ससाठी उच्च-शुद्धता सिलिका पुनर्प्राप्त करण्यासाठी क्लोज-लूप रिसायकलिंग सिस्टम.

उपकरणाच्या कार्यक्षमतेसाठी नेहमीच उच्च सामग्रीची शुद्धता आवश्यक असते, क्वार्ट्ज क्रूसिबल्सचे कर्तव्य निश्चितपणे उत्पादने विज्ञान आणि प्रक्रिया डिझाइनमध्ये प्रगतीसह पुढे जाईल.

संक्षेप मध्ये, क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स संसाधने आणि उच्च-कार्यक्षमता इलेक्ट्रॉनिक उत्पादने यांच्यातील महत्त्वपूर्ण वापरकर्ता इंटरफेसचे प्रतिनिधित्व करतात.

त्यांच्या शुद्धतेचा एक-एक प्रकारचा मिलाफ, थर्मल शक्ती, आणि संरचनात्मक शैली सिलिकॉन-आधारित आधुनिक तंत्रज्ञानाची निर्मिती सक्षम करते जी समकालीन संगणक आणि अक्षय ऊर्जा प्रणालींना सामर्थ्य देते.

5. प्रदाता

ऑक्टोबर रोजी प्रगत सिरॅमिक्सची स्थापना केली 17, 2012, संशोधन आणि विकासासाठी वचनबद्ध एक उच्च-तंत्रज्ञान उपक्रम आहे, उत्पादन, प्रक्रिया, ॲल्युमिना सिरॅमिक बॉल्स सारख्या सिरॅमिक संबंधित सामग्रीची विक्री आणि तांत्रिक सेवा. आमच्या उत्पादनांमध्ये बोरॉन कार्बाइड सिरॅमिक उत्पादनांचा समावेश आहे परंतु ते इतकेच मर्यादित नाही, बोरॉन नायट्राइड सिरेमिक उत्पादने, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक उत्पादने, सिलिकॉन नायट्राइड सिरेमिक उत्पादने, झिरकोनियम डायऑक्साइड सिरेमिक उत्पादने, इ. तुम्हाला स्वारस्य असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधा.([email protected])
टॅग्ज: क्वार्ट्ज क्रूसिबल्स,फ्यूज्ड क्वार्ट्ज क्रूसिबल,सिलिकॉनसाठी क्वार्ट्ज क्रूसिबल

सर्व लेख आणि चित्रे इंटरनेटवरून आहेत. काही कॉपीराइट समस्या असल्यास, कृपया हटवण्यासाठी वेळेत आमच्याशी संपर्क साधा.

आमची चौकशी करा