لوحة زجاج كوارتز شفافة مصقولة عالية النقاء حسب الطلب للصناعات أشباه الموصلات

تعريف لوحة زجاج الكوارتز:

لوحات الكوارتز هي مواد صناعية خاصة مصنوعة من ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاوة (بنقاوة تصل إلى ≥ 99.99%). وتُنتج عبر عمليات الصهر والقطع والطحن. ولها صلابة مقدارها 7 حسب مقياس موهس، ويمكنها تحمل درجات حرارة عالية (مع درجة حرارة استخدام طويلة الأمد تصل إلى 1100 ℃)، ولديها تمدد حراري منخفض واستقرار حراري عالٍ وخصائص عزل كهربائي ممتازة. وفي حالتها الطبيعية، تكون عديمة اللون وشفافة، مع نفاذية للضوء المرئي تتجاوز 85%.

مزايا لوحة زجاج الكوارتز:

اللوحات الكوارتزية هي زجاج صناعي تقني خاص مصنوع من ثاني أكسيد السيليكون. وهي مادة أساسية ممتازة جدًا. تمتلك اللوحات الكوارتزية سلسلة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الممتازة، مثل:

• مقاومة عالية للحرارة. درجة حرارة نقطة انصهار الزجاج الكوارتزي تبلغ حوالي 1730 ℃ويمكن استخدامه لفترة طويلة عند 1100 ℃ويمكن أن تصل درجة الحرارة القصوى للاستخدام القصير الأجل إلى 1450 ℃.
• مقاومة التآكل. باستثناء حمض الهيدروفلوريك، فإن الزجاج الكوارتزي يكاد لا يتفاعل كيميائيًا مع أي مواد حمضية أخرى. ومقاومته للأحماض تساوي 30 ضعفًا من مقاومة السيراميك و150 ضعفًا من مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ. وخاصة من حيث الاستقرار الكيميائي عند درجات الحرارة العالية، فإنه لا يُضاهى بأي مواد هندسية أخرى.
• استقرار حراري جيد. يتمتع بمعامل تمدد حراري ضئيل للغاية مقارنة بالزجاج، ويمكنه تحمل تغيرات درجات الحرارة المفاجئة. فإذا تم تسخين الزجاج الكوارتزي إلى حوالي 1100 ℃ ثم وضعه في الماء البارد، فلن يتشقق.
• أداء جيد في نقل الضوء. تمتلك صفائح الكوارتز أداءً ممتازًا في نقل الضوء عبر كامل نطاق طيف الضوء، حيث تصل نسبة نفاذية الضوء المرئي إلى أكثر من 93%. وخصوصًا في منطقة طيف الأشعة فوق البنفسجية، يمكن أن تصل النسبة القصوى للنفاذية إلى أكثر من 80%.

خصائص لوحة زجاج الكوارتز:

• نقاء استثنائي وحياد كيميائي: تُعدّ رقائق الكوارتز عالية النقاء خاملة تقريبًا. فهي لا تتفاعل مع معظم المواد الكيميائية، بما في ذلك الأحماض القوية والبلازما المستخدمة في عمليات نقش أشباه الموصلات. ويضمن ذلك عدم تلوثها العمليات أو المواد الحساسة.
• استقرار حراري عالي وتمدد حراري منخفض: يتمتع الكوارتز بأحد أقل معاملات التمدد الحراري بين المواد التجارية. وهذا يعني أنه يشهد تغيرًا طفيفًا جدًا في الأبعاد عند التعرض لتقلبات درجات الحرارة الشديدة، وهي ظاهرة شائعة في عمليات مثل الأكسدة الحرارية والترسيب البخاري الكيميائي في تصنيع أشباه الموصلات. ويمنع هذا الاستقرار حدوث التشوه أو سوء المحاذاة أو الفشل الناتج عن الإجهاد.
• خصائص بصرية ممتازة: تكون رقائق الكوارتز شفافة عبر نطاق طيفي واسع جدًا، بدءًا من الأشعة فوق البنفسجية العميقة (DUV) وحتى الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR). وتُعد هذه الشفافية، ولا سيما تجاه الضوء فوق البنفسجي ذي الطول الموجي القصير، أمرًا بالغ الأهمية لركائز القوالب الضوئية في التصوير الضوئي، وهي العملية المستخدمة في نمذجة الدوائر المتكاملة. وتمكّن هذه الخاصية من النمذجة عالية الدقة الضرورية لإنشاء الترانزستورات ذات المقياس النانوي الحديثة.
• عازلية كهربائية عالية: بصفتها عازلاً كهربائيًا ممتازًا، فإن رقائق الكوارتز مثالية للاستخدام كواحات أو فواصل في العمليات والمعدات الإلكترونية، حيث تمنع حدوث الدوائر القصيرة والتشويش الكهربائي.
• صلابة ومرونة ميكانيكية ملحوظة: على الرغم من هشاشتها، فإن الكوارتز المصهور مادة صلبة وقوية جدًا، مما يوفر منصة مستقرة ومتينة للعمليات الحساسة.

تطبيق لوحة الزجاج الكوارتزي:

تُستخدم ألواح الكوارتز على نطاق واسع في تصنيع أشباه الموصلات، والأجهزة البصرية، والمعدات الطبية، وحماية البيئات ذات درجات الحرارة العالية، ومن بين استخدامات أخرى. وتتميز بخصائص مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ونفاذية الضوء العالية.

• تصنيع أشباه الموصلات

لنمو السيليكون أحادي البلورة، ومعالجة الرقائق (مثل عمليات النقش، والانتشار، والأكسدة وغيرها)، وباعتبارها مواد استهلاكية رئيسية مثل بوتقات الكوارتز وقوارب الكوارتز، يُطلب نقاء عالي (أكثر من 99.99٪) لتجنب تلوث الشوائب.

• المجال البصري وحقل الليزر

الأدوات البصرية: العدسات، كمّيّات الألوان، أفلام الحماية المطلية، إلخ. إن نفاذية الضوء المرئي تزيد عن 93%، وهي شفافة في مدى الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة.

معدات الليزر: النافذة الواقية، نافذة المراقبة عند درجات الحرارة العالية، القادرة على تحمل 1100 ℃ درجة حرارة وتملك معامل تمدد حراري منخفض.

• المعدات الطبية

جهاز التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية: يستخدم انتقال الأشعة فوق البنفسجية للتعقيم في الكوارتز.

منظار داخلي: يفي بمتطلبات انتقال الضوء الدقيقة.

بيئة ذات درجات حرارة عالية وعوامل تآكل

المعدات الكيميائية: مقاومة لتآكل حمض الهيدروفلوريك، مناسبة للأدوات الكيميائية والمحفزات ذات درجات الحرارة العالية.

الفضاء الجوي: يستخدم زجاج الكوارتز المصهور كمادة نافذة لدرجات الحرارة العالية.

• تطبيقات صناعية أخرى

السيراميك ومواد البناء: تُستخدم كمواد خام للنوى والأغلفة السيراميكية، حيث تعزز القوة الميكانيكية.

المكونات الإلكترونية: تُستخدم صفائح الكوارتز الكهروضغطية في ساعات الكوارتز وأجهزة الاستشعار، إلخ.

المواصفات الفنية