Топлоустойчива кварцова чиния с прозрачно покритие по поръчка

Производствен процес и работен поток на прозрачна кварцова чиния Петри

Този метод включва вторичното термоформоване на предварително изработена кварцова тръба във формата на тигел, използвайки газов напор и форма.

Етап 1: Подготовка

1. Подготовка на суровината
· Материал: Високочиста, бездефектна прозрачна кварцова тръба. Тази тръба обикновено се произвежда чрез електрически или пламъкови фузионни процеси, а качеството й определя крайните експлоатационни характеристики на тигела.
· Подготовка на формата: Използва се високоточна, топлоустойчива графитова или огнеупорна сплавена форма. Кухината на формата задава външния вид на тигела (например: сферичен, цилиндричен, специални форми).


2. Предварителна обработка на кварцовата тръба
· Рязане: Кварцовата тръба се нарязва на необходимата дължина.
· Почистване: Тръбата подлежи на високочисто почистване (напр. с ултрапочиста вода, киселинно етсиране, ултразвуково почистване), за да се премахнат всички замърсители от вътрешните и външните стени.
· Запечатване на единия край: Единият край на тръбата се нагрява с водородно-кислородна горелка, докато се стопи и запечата, образувайки гладка полусферична куполообразна форма, която ще бъде дъното на тигела.

Етап 2: Термоформоване – Основен процес

Това е най-критичният етап, който се извършва на специализиран стъкларски токарен стан или автоматизиран формовъчен апарат.

1. Нагряване и омекотяване
· Предварително обработената кварцова тръба (първо запечатаният край) се монтира на стана и се позиционира в предварително загрята форма.
· Целевата зона (бъдещото тяло на тигела) се върти и равномерно се нагрява с пламък от водородно-кислородна смес или плазмена горелка. Въртенето е от съществено значение за равномерното нагряване.
· Кварцът се нагрява до точката си на омекотяване (приблизително 1650–1800 °C), където става пластичен, но не напълно разтопен.

2. Налягане с газ и формоване
· Докато кварцът е мек, в тръбата се подава високочист инертен газ (напр. азот, аргон) през отворения край при точно регулирано налягане.
· Вътрешното налягане на газа принуждава омекналата кварцова стена да се разширява равномерно навън, докато напълно не заеме формата на вътрешната повърхност на формата.
· Формата определя окончателната външна геометрия, докато налягането на газа осигурява точни размери и гладка повърхност.

3. Отпускане и охлаждане
· След оформянето кварцовата чиния Петри веднага се отпуска, докато все още е в или близо до формата. Използва се широк, мек пламък, за да се премахнат топлинните напрежения, предизвикани от бързото нагряване и охлаждане.
· Оформената кварцова чиния Петри след това се охлажда при контролирани условия до стайна температура, преди да бъде извадена от формата.

Етап 3: Последваща обработка и завършване

1. Рязане и отваряне
· Отвореният край на оформената кварцова чиния Петри се отрязва на точно зададената височина и прав ъгъл, като се използва диамантено колело или лазерен резач.
· Острият, отрязан ръб след това се полира с огън или механично се обработва до гладка, заоблена повърхност, за да се предотврати лющене и концентрация на напрежение.

2. Почистване с висока интензивност и инспекция
· Почистване: Кварцовата чиния Петри преминава през многостепен процес на почистване с висока чистота (почистване с киселина, ултразвуково почистване, изплакване с ултрапочиста вода), за да се премахнат всички замърсители от производството.
· Инспекция:
· Проверка на размерите: Проверка на диаметъра, височината и дебелината на стената.
· Визуална инспекция: Проверява се за мехурчета, драскотини, вдлъбнатини или други нередности по вътрешните и външните повърхности при контролирано осветление.

Етап 4: Специална обработка за висок клас – Полиране с огън на вътрешната повърхност

За тигани от висок клас, използвани в полупроводникови или прецизни фотогалванични приложения, се извършва допълнителна ключова стъпка:
· Полиране с огън на вътрешната повърхност
· Цел: Създаване на напълно плътен, гладък, огледално прозрачен слой върху вътрешната повърхност на прозрачната кварцова чиния Петри.
· Метод: Кварцовата чиния Петри се върти, докато водородно-кислородно пламъче или плазмена горелка се вмъква и сканира цялата вътрешна повърхност.
· Ефекти:
· Запечатва микропори: Кварцовата чиния Петри премахва микротръщини и миниатюрни пори.
· Намалява грапавостта: Кварцовата чиния Петри създава атомно гладка повърхност, предотвратяваща залепването на материали и осигуряваща лесно почистване.
· Подобрява устойчивостта към девитрификация: Значително подобрява устойчивостта на кварцовата чиния Петри към кристализация при високи температури, удължавайки съответно живота на тигела.

Обобщена диаграма на процеса за производство на кварцова чиния Петри:
Високочистотен кварцов тръб → Рязане → Почистване → Запечатване на единия край → Монтиране в форма → Въртеливо нагряване и размекване → Формоване чрез газов натиск → Отпускане → Демонтиране от формата → Рязане/Отваряне → Полиране на ръбовете → (Фино полиране на вътрешната повърхност с пламък) → Интензивно почистване → Окончателна проверка → Почиства опаковане

Предимства на кварцовата чиния Петри:
· Висока чистота: Чашата Петри от ясен кварц използва тръби от високочист кварц, което минимизира замърсяването.
· Висока прецизност: Формоването на чашата Петри от ясен кварц осигурява отлична съгласуваност по размери.
· Гъвкавост на формата: Способност за производство на сложни и персонализирани геометрии.
· Изключително високо качество на повърхността: Огненото полирване на чашата Петри от ясен кварц осигурява изключителна финишна обработка на вътрешната повърхност.

Основни приложения:
· Полупроводниковата промишленост: За дифузия при висока температура, процеси на оксидация и епитаксия.
· Лаборатории и НИР: За синтез на материали, растеж на кристали и химични реакции при висока температура.
· Проучване и разработване във фотоволтаиката: За експериментален растеж и обработка на силиций.
· Оптоелектроника: За спечелване на фосфори, лазерни кристали и други специализирани материали.

  
Технически параметри