بوتقة زجاج كوارتز مسطحة القاع مخصصة مقاومة للحرارة

بوتقة زجاج السيليكا والكوارتز:

البوتقة الشفافة من الكوارتز (TQC) عبارة عن وعاء عالي النقاء مصنوع من زجاج السيليكا المنصهر (SiO₂)  المحتوى ≥ 99.99%، وتتميّز بنفاذية ضوئية ممتازة (≥ 93% للضوء المرئي). وتُصنَّف أساسًا إلى ثلاث درجات (QSG1، QSG2، QSG3) وفقًا لمحتوى الشوائب ومؤشرات الأداء، كما هو محدَّد في المعيار الصناعي.

• تُستخدم بوتقة الكوارتز على نطاق واسع في مجال الطاقة الشمسية والدوائر الإلكترونية المتكاملة (PV وsemiconductor).
• يمكنها دعم عمليات سحب الخلايا الشمسية والإلكترونية المتكاملة بشكل مستمر ولوقت طويل تحت درجات حرارة مرتفعة.

إن قارورة الكوارتز تمتلك أداءً متكاملًا لا تمتلكه المواد الأخرى. وتتميّز بأداء ممتاز في مقاومة الاهتزاز الحراري، ودرجة حرارة عالية جدًّا للتشوه والانصهار، وأداء منخفض جدًّا في نقل الحرارة وفقدان العزل الكهربائي، وقدرة بصرية واسعة جدًّا في نطاق الأشعة فوق البنفسجية.

تُستخدم قارورة الكوارتز القوسية على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات.

تصنع من كوارتز طبيعي بعد عمليتي الصهر والطحن الدقيق.

وتتميّز بنقاء عالٍ، ومقاومة عالية للحرارة، ومقاومة للتآكل، كما أن معامل تمدّدها الحراري منخفض جدًّا.

ولا تحتوي على فقاعات هوائية، ويتم التحكم في درجة نقاوتها حتى مستوى الأجزاء لكل مليون (PPM)، ولها أداء ممتاز مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، والاستقرار الكيميائي، والعزل المثالي، والشفافية، إلخ.

الخصائص والمزايا الرئيسية

• نقاء فائق العلو: ويتم التحكم في المحتوى الكلي للشوائب المعدنية (مثل الصوديوم والبوتاسيوم والحديد وغيرها) بحيث يكون أقل من ١٠ أجزاء لكل مليون (ppm)، مما يضمن عدم تلوّث المواد المنصهرة أثناء العمليات ذات درجات الحرارة العالية.
• مقاومة استثنائية للحرارة الشديدة: تصل درجة التليّن إلى ١٧٣٠°م، مما يسمح باستخدامها على المدى الطويل عند درجات حرارة تصل إلى ١١٠٠°م، واستخدامها لفترات قصيرة عند الذروة عند ١٤٥٠°م دون تشوه.
• استقرار كيميائي استثنائي: باستثناء حمض الهيدروفلوريك وحمض الفوسفوريك الساخن، لا تتفاعل مع معظم الأحماض والقواعد والمعادن المنصهرة، كما أن مقاومتها للأحماض تفوق مقاومة السيراميك بـ٣٠ ضعفًا، ومقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ بـ١٥٠ ضعفًا.
• مقاومة استثنائية للصدمات الحرارية: تمتلك معامل تمدد حراري منخفض جدًّا (٥٫٥×١٠⁻⁷/ك)، ما يمكنها من تحمل التغيرات السريعة في درجات الحرارة من ١١٠٠°م إلى درجة حرارة الغرفة دون التشقق.
• عزل ممتاز ونفاذية عالية للضوء: تتجاوز المقاومة الحجمية ١٠¹⁶ أوم·سم عند درجات الحرارة المرتفعة، وهي تسمح بنفاذ ٨٠٪ من الأشعة فوق البنفسجية و٩٣٪ من الضوء المرئي، ما يجعلها مناسبة للتطبيقات البصرية وأجهزة الاستشعار ذات الحرارة العالية.
• عازل قوي: قيمة المقاومة للزجاج الكوارتزي تساوي 10,000 ضعف قيمة مقاومة الزجاج العادي، ما يجعله مادة عازلة كهربائية ممتازة وأداءً عاليًا في العزل عند درجة حرارة الغرفة.
• نفاذية ضوئية جيدة: يمتلك نفاذية ضوئية ممتازة عبر كامل الطيف من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء، ومعدل نفاذية الضوء المرئي 93% أو أكثر، بينما يبلغ معدل النفاذية في منطقة الطيف فوق البنفسجي 80% أو أكثر.

المناطق الرئيسية للتطبيق: الاستخدامات الرئيسية لأسطوانة البوتقة الزجاجية الشفافة من السيليكا/الكوارتز:

صهر الأفران، التلبيد/الصهر المخبري، السخانات الكهربائية، تسخين الأفران ذات الغلاف العازل (Muffle Furnace)، أشباه الموصلات، البصريات،  الاتصالات، المجال العسكري، الصناعات الكيميائية والميكانيكية،  المجالات الكهربائية وحماية البيئة وغيرها من المجالات.

• صناعة أشباه الموصلات

يُستخدم كحاوية أساسية لسحب السيليكون أحادي البلورة في عملية تسوكرالسكي، حيث يتجاوز الطلب السنوي 10 ملايين قطعة على مستوى العالم. وتمنع درجة النقاء الفائقة إدخال الشوائب أثناء نمو بلورات السيليكون، مما يؤثر مباشرةً على نسبة نجاح دوائر التكامل المتكاملة.

يُستخدم في صب سبائك السيليكون متعدد البلورات في إنتاج خلايا الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ويبلغ عمره الافتراضي ٥٠–٨٠ ساعة لكل بوتقة، ما يدعم إنتاج رقائق شمسية عالية الكفاءة.

• المختبر وتحليل المواد الكيميائية

يُطبَّق على نطاق واسع في التجارب الكيميائية ذات الحرارة العالية، مثل هضم العينات، وتحليل المصاهِر، وتنقية عناصر الأرض النادرة، وذلك بفضل مقاومته للتآكل وعدم تلوّثه للعينات. وتشمل المواصفات القياسية السعات: ١٠ مل، و٢٥ مل، و٥٠ مل، و١٠٠ مل.

• صناعة البصريات والإلكترونيات

يُستخدَم في عملية إذابة الزجاج البصري عالي النقاء والبلورات الليزرية، حيث تضمن شفافيته الممتازة للضوء ومقاومته للحرارة التوحُّد البصري للمنتج النهائي.

يُستخدم كحاوية تعمل عند درجات حرارة عالية لمعدات ترسيب الطبقات الرقيقة في تصنيع المكونات الإلكترونية، ويحافظ على أداءٍ مستقر في البيئات الخالية من الهواء.

• علم المعادن وتركيب المواد

يُستخدم لصهر المعادن عالية النقاء (مثل التيتانيوم والزركونيوم) وإعداد مواد السيراميك المتقدمة، مما يمنع أكسدة المعادن والتلوث أثناء العملية ذات درجة الحرارة العالية.

عملية الإنتاج

اختيار المواد الأولية: يستخدم خام الكوارتز الطبيعي عالي النقاء أو مسحوق السيليكا الاصطناعي الذي يحتوي على أقل من ٠٫٠٠١٪ من أكسيد الحديديك (Fe₂O₃) لضمان نقاء المنتج.

الصهر والتشكيل:

• طريقة الصهر الكهربائي: توضع المواد الأولية داخل قالب من الجرافيت، ثم تُصهر عند درجة حرارة تتراوح بين ١٨٠٠ و٢٠٠٠°م باستخدام تفريغ قوسي في بيئة خالية من الهواء أو تحت غلاف واقٍ، وتتشكل حاوية الصهر (الكروسيبل) عبر تأثير الجاذبية والتوتر السطحي.
• طريقة الصهر باللهب: تُصهر مسحوق الكوارتز باستخدام لهب هيدروجين-أكسجين، ثم يُصبّ في القالب الدوار ليأخذ الشكل المطلوب، وهي مناسبة لأحواض الصهر الصغيرة الحجم.
• ما بعد المعالجة: تشمل التبريد، والتقليم، وتلميع الجدار الداخلي، والتنظيف للتحكم في خشونة السطح (Ra < 0.2 ميكرومتر) وضمان دقة الأبعاد ضمن ±0.5 مم.

فحص الجودة: يُجرى فحصٌ دقيقٌ لعيوب الفقاعات (قطرها < 0.5 مم، وعددها < 5 فقاعات لكل سنتيمتر مربع)، ومحتوى الشوائب، ومقاومة الصدمة الحرارية؛ وذلك لتلبية معايير التطبيقات الصناعية.

المواصفات الفنية