1. Make-up u Proprjetajiet Strutturali ta 'Fused Quartz
1.1 Netwerk Amorfu u Stabbiltà Termali
(Griġjoli tal-kwarz)
Il-griġjoli tal-kwarz huma kontenituri b'temperatura għolja magħmulin minn silika integrata, forma artifiċjali ta 'dijossidu tas-silikon (SiO ₂) derivati mit-tidwib ta 'kristalli tal-kwarz naturali f'livelli ta' temperatura li jaqbżu 1700 ° C.
B'differenza mill-kwarz kristallin, is-silika integrata għandha netwerk tridimensjonali amorfu ta 'SiO ₄ tetrahedra li jaqsmu l-kantunieri, li twassal reżistenza eċċezzjonali għal xokk termali u sigurtà dimensjonali taħt aġġustamenti veloċi tat-temperatura.
Dan il-qafas atomiku diżordinat jipproteġi kontra bosom tul pjani kristallografiċi, tagħmel is-silika integrata inqas vulnerabbli għat-tkissir matul iċ-ċikliżmu termali meta mqabbel mal-porċellani polikristallini.
Il-prodott juri koeffiċjent baxx ta 'żvilupp termali (~ 0.5 × 10 ⁻⁶/ K), wieħed mill-aktar baxx fost materjali ta 'inġinerija, li jippermettilha tissaporti għoljiet termali severi mingħajr ma tinqasam– bini vitali fil-manifattura ta 'semikondutturi u ċelloli solari.
Is-silika integrata wkoll iżżomm inertezza kimika eċċezzjonali kontra ħafna aċidi, azzar likwifikat, u gagazza, għalkemm jista 'jkun imnaqqax bil-mod mill-aċidu idrofluworiku u l-aċidu fosforiku sħun.
Il-punt ta 'trattib għoli tiegħu (~ 1600– 1730 ° C, jiddependi fuq il-purità u l-materjal OH) jippermetti tħaddim kontinwu f'temperaturi għoljin meħtieġa għall-iżvilupp tal-kristall u proċessi ta 'raffinar tal-azzar.
1.2 Gradazzjoni tal-Purezza u Kontroll tal-Mikronutrijenti
L-effiċjenza tal-griġjoli tal-kwarz hija bbażata ħafna fuq purezza kimika, speċjalment il-fokus ta 'inkwinanti tal-metall bħall-ħadid, sodju, potassju, aluminju ta 'piż ħafif, u titanju.
Wkoll traċċi ammonti (komponenti għal kull miljun livell) ta 'dawn l-impuritajiet jistgħu jimxu fis-silikon imdewweb matul l-iżvilupp tal-kristall, id-deterjorament tal-bini elettriku tal-materjal semikonduttur li jirriżulta.
Kwalitajiet ta 'purità għolja utilizzati f'apparati elettroniċi li jipproduċu komunement jikkonsistu minn fuq 99.95% SiO ₂, b'ossidi ta 'l-azzar alkali ristretti għal ħafna inqas minn 10 ppm u metalli ta' transizzjoni hawn taħt 1 ppm.
Is-sustanzi li jniġġsu joħorġu minn materja prima tal-kwarz mhux ipproċessat jew għodod għall-immaniġġjar u huma mnaqqsa permezz ta 'għażla konxja ta' sorsi minerali u metodi ta 'purifikazzjoni bħall-lissija tal-aċidu u l-protezzjoni tal-flotazzjoni.
Barra minn hekk, l-hydroxyl (OH) il-kontenut tal-web f'silika mdewba jaffettwa l-azzjonijiet termomekkaniċi tiegħu; tipi high-OH jipprovdu trasmissjoni UV aħjar iżda stabbiltà termali aktar baxxa, filwaqt li l-verżjonijiet low-OH huma preferuti għal applikazzjonijiet ta 'temperatura għolja minħabba l-iżvilupp minimizzat tal-bużżieqa.
( Griġjoli tal-kwarz)
2. Proċess ta' Produzzjoni u Disinn Mikrostrutturali
2.1 Elettrofużjoni u Strateġiji ta' Formazzjoni
Griġjoli tal-kwarz huma prinċipalment iġġenerat permezz ta 'elettrofużjoni, proċess li fih trab tal-kwarz ta’ purità għolja jiġi mitmugħ f’moffa tal-grafita li tidwir u moffa fi ħdan heater bl-ark elettriku.
Ark elettriku ġġenerat bejn elettrodi tal-karbonju jinħall il-bits tal-kwarz, li jissolidifikaw saff b'saff biex joħolqu bla xkiel, forma ta 'griġjol dens.
Din it-teknika tiġġenera qamħa fina, mikrostruttura omoġenja bi bżieżaq minimi u striae, essenzjali għal ċirkolazzjoni sħuna konsistenti u stabbiltà mekkanika.
Approċċi differenti bħall-fużjoni tal-plażma u l-fużjoni tan-nar huma utilizzati għal applikazzjonijiet speċjalizzati li jeħtieġu kontaminazzjoni ultra-baxxa jew profili tad-densità tal-ħajt tad-dettalji.
Wara l-ikkastjar, il-griġjoli jgħaddu minn tkessiħ ikkontrollat (ittemprar) biex telimina l-istress interni u twaqqaf it-tkissir spontanju waqt is-soluzzjoni.
Irfinar tal-wiċċ, li jikkonsisti fi tħin u jdawwal, jiżgura preċiżjoni dimensjonali u jbaxxi s-siti ta 'nukleazzjoni għal kristallizzazzjoni mhux mixtieqa matul l-użu.
2.2 Inġinerija tas-Saff kristallin u Kontroll tal-Opaċità
Karatteristika li tiddefinixxi l-griġjoli tal-kwarz kontemporanji, partikolarment dawk użati fis-solidifikazzjoni direzzjonali ta 'silikon multikristallin, huwa l-qafas tas-saff ta 'ġewwa maħdum.
Matul il-manifattura, l-erja tal-wiċċ intern ħafna drabi tiġi ttrattata biex tirreklama l-iżvilupp ta 'rqiq, saff ikkontrollat ta 'cristobalite– polymorph ta 'temperatura għolja ta' SiO TWO– mat-tisħin inizjali tad-dar.
Dan is-saff cristobalite jaġixxi bħala ostaklu tad-diffużjoni, tnaqqas l-interazzjoni dritta bejn is-silikon imdewweb u s-silika integrata sottostanti, b'hekk titnaqqas il-kontaminazzjoni tal-ossiġnu u tal-metall.
Barra minn hekk, il-viżibilità ta 'din il-fażi kristallina ttejjeb l-opaċità, ittejjeb l-assorbiment tar-radjazzjoni infra-aħmar u tirreklama ċirkolazzjoni tat-temperatura saħansitra aktar konsistenti fit-tidwib.
L-iżviluppaturi tal-griġjol jistabbilizzaw b'mod metikoluż il-ħxuna u l-konnessjoni ta 'dan is-saff biex jipprevjenu t-tifrik jew il-qsim minħabba bidliet fil-volum waqt it-tranżizzjonijiet tal-istadju.
3. Effiċjenza Prattika f'Applikazzjonijiet b'Temperatura Għolja
3.1 Dmir fil-Proċessi ta' Żvilupp tas-Silikon Crystal
Il-griġjoli tal-kwarz huma essenzjali fil-produzzjoni ta 'silikon monokristallin u multikristallin, jaħdem bħala l-kontenitur primarju għas-silikon likwifikat f'Czochralski (CZ) u sistemi ta' solidifikazzjoni direzzjonali (DS).
Fil-proċess CZ, kristall taż-żerriegħa jitgħaddas dritt fis-silikon likwifikat jinżamm fi griġjol tal-kwarz u bil-mod jinġibed 'il fuq waqt li ddawwar, li jippermetti l-iżvilupp ta' ingotti ta' kristall wieħed.
Għalkemm il-griġjol ma jitkellem direttament mal-kristall li qed jikber, interazzjonijiet bejn is-silikon likwifikat u l-uċuħ tal-ħajt tas-SiO ₂ iġibu xoljiment tal-ossiġnu fit-tidwib, li jistgħu jinfluwenzaw il-ħajja tal-fornitur tas-servizz u s-saħħa mekkanika fil-wejfers spiċċaw.
Fi proċeduri DS għal silikon ta 'grad fotovoltajku, griġjoli tal-kwarz massivi jagħmluha possibbli għat-tkessiħ ikkontrollat ta' mijiet ta' kilogrammi ta' silikon likwifikat f'ingotti f'forma ta' blokka.
Hawn, kisi bħal nitrur tas-silikon (Si ħamsa N ERBA) huma applikati fuq il-wiċċ ta 'ġewwa biex tiġi evitata bond u jassistu fit-tnedija sempliċi tal-blokka tas-silikon solidifikat wara li tkessaħ.
3.2 Apparat tal-Qerda u Limitazzjonijiet tal-Ħajja tas-Servizz
Minkejja l-ebusija tagħhom, griġjoli tal-kwarz jiddegradaw matul ċikli duplikati ta 'temperatura għolja minħabba diversi apparati relatati.
Fluss ħoxna jew kontorsjoni jseħħ f'espożizzjoni diretta fit-tul fuq 1400 ° C, tikkawża tnaqqija tal-ħajt u telf ta 'onestà ġeometrika.
Il-kristallizzazzjoni mill-ġdid tas-silika mdewba dritt fi cristobalite toħloq stress intern u ansjetajiet bħala riżultat tal-iżvilupp tal-volum, possibilment jikkawża ksur jew spallation li jniġġsu t-tidwib.
L-erożjoni kimika toħroġ minn risponsi ta 'tnaqqis bejn is-silikon likwifikat u SiO TWO: SiO TNEJN + Si → 2SiO(g), jiġġenera monossidu tas-silikon volatili li jħalli u jagħmel ħsara lill-wiċċ tal-ħajt tal-griġjol.
Żvilupp tal-bużżieqa, misjuqa minn gassijiet maqbuda jew gruppi OH, barra minn hekk jipperikola l-istamina strutturali u l-konduttività termali.
Dawn il-mogħdijiet ta' deterjorament jillimitaw il-varjetà ta' ċikli ta' użu mill-ġdid u jitolbu kontroll eżatt tal-proċess biex jottimizzaw il-ħajja tal-griġjol u r-rendiment tal-oġġett.
4. Żviluppi li jinqalgħu u Adattamenti Tekniċi
4.1 Kisi u Tibdil tal-Komposti
Biex ittejjeb il-prestazzjoni u l-lonġevità, griġjoli tal-kwarz avvanzati jintegraw kisi funzjonali u strutturi komposti.
Saffi kontra t-twaħħil ibbażati fuq is-silikon u finituri tas-silika drogati jagħtu spinta lill-karatteristiċi tar-rilaxx u jnaqqsu l-ħruġ tal-gass tal-ossiġnu matul it-tidwib.
Xi manifatturi jintegraw iż-żirkonja (ZrO ₂) partiċelli fil-wiċċ tal-ħajt tal-griġjol biex tiżdied is-saħħa mekkanika u r-reżistenza għad-devitrifikazzjoni.
Ir-riċerka hija kontinwa dritt fi griġjoli kompletament trasparenti jew strutturati b'gradjent żviluppati biex itejbu t-trasferiment tas-sħana radjanti f'tqassim tas-sistema tat-tisħin solari tal-ġenerazzjoni li jmiss..
4.2 Sfidi ta' Sostenibbiltà u Riċiklaġġ
B'żieda fil-ħtieġa mill-industriji semikondutturi u fotovoltajċi, l-użu dejjiemi tal-griġjoli tal-kwarz sar tħassib.
Griġjoli użati kkontaminati b'depożitu tas-silikon huma diffiċli biex jiġu riċiklati minħabba perikli ta 'kontaminazzjoni inkroċjata, li jwassal għal ġenerazzjoni ta’ skart sostanzjali.
Inizjattivi jikkonċentraw fuq l-iżvilupp ta 'kisi tal-griġjol riċiklabbli, proċeduri ta' tindif imsaħħa, u sistemi ta 'riċiklaġġ b'ċirku magħluq biex jirkupraw silika ta' purità għolja għal applikazzjonijiet addizzjonali.
Peress li l-effiċjenzi tal-apparat jeħtieġu purezza materjali dejjem ogħla, id-dmir tal-griġjoli tal-kwarz ċertament se jibqa 'javvanza bl-avvanz fix-xjenza tal-prodotti u d-disinn tal-proċess.
Fir-recap, griġjoli tal-kwarz jirrappreżentaw interface tal-utent vitali bejn ir-riżorsi u l-prodotti elettroniċi ta 'prestazzjoni għolja.
Il-kombinazzjoni ta 'purità unika tagħhom, saħħa termali, u stil strutturali jippermetti l-fabbrikazzjoni ta 'teknoloġiji moderni bbażati fuq is-silikon li jħaddmu kompjuter kontemporanju u sistemi ta' enerġija rinnovabbli.
5. Fornitur
Ċeramika Avvanzata mwaqqfa f'Ottubru 17, 2012, hija intrapriża ta 'teknoloġija għolja impenjata għar-riċerka u l-iżvilupp, produzzjoni, ipproċessar, bejgħ u servizzi tekniċi ta 'materjali relattivi taċ-ċeramika bħal Alumina Ceramic Balls. Il-prodotti tagħna jinkludu iżda mhux limitati għal Prodotti taċ-ċeramika tal-Boron Carbide, Prodotti taċ-ċeramika tan-nitrur tal-boron, Prodotti taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon, Prodotti taċ-ċeramika tan-nitrur tas-silikon, Prodotti taċ-ċeramika tad-dijossidu taż-żirkonju, eċċ. Jekk inti interessat, jekk jogħġbok tħossok liberu li tikkuntattjana.([email protected])
Tikketti: griġjoli tal-kwarz,griġjol tal-kwarz imdewweb,griġjol tal-kwarz għas-silikon
L-artikoli u l-istampi kollha huma mill-Internet. Jekk ikun hemm xi kwistjonijiet dwar id-drittijiet tal-awtur, jekk jogħġbok ikkuntattjana fil-ħin biex tħassar.
Inkjesta magħna