Højrenslig farvet kvartsrør til halvledere

Produktionsproces for farvede kvartsrør

Farvede kvartsrør fremstilles hovedsageligt af højkvalitets smeltet kiselse (SiO 2 ) og får deres farve ved tilsætning af specifikke metaloxidtilsætningsstoffer under produktionsprocessen. Farven er ikke en overfladebelægning, men integreret gennem hele materialet. Her er de vigtigste processer:

• Råmaterialeforberedelse

Udgangsmaterialet er højkvalitets naturlige kvartsdannelser eller syntetisk siliciumtetrachlorid (SiCl 4 ). De ønskede metaloxidfarvestoffer forberedes i præcis pulverform.

Almindelige tilsætningsstoffer inkluderer:

• Koboltoxid (Co 3 O 4 ): Til blå rør.
• Chromoxid (Cr 2 O 3 ): Til grønne rør.
• Manganoxid (Mn 2 O 3 ): Til lilla/amethyst rør.
• Titanioxid (TiO 2 ) og jernoxid (Fe 2 O 3 ): Bruges ofte i kombination til bronze/amberfarvede rør (som også giver UV-blokering).
• Guld (Au) eller selen (Se): Til røde/rosa nuancer.

• Doping og homogenisering

Den nøjagtige mængde farvestof pulver blandes jævnt med det knuste kvartsråstof. Dette trin er kritisk for at sikre en ensartet farvefordeling. I nogle processer, især ved syntetisk kvarts, kan dopningsmidler tilsættes i gassform under kemisk damptilførsel.

• Smeltning og formning

Den dopede kvartsblanding føres ind i en højtemperaturovn. Der findes to primære smeltemetoder:

• Elektrisk lysbue-smeltning: Anvendes til naturlige kvarts-kristaller. Blandingen smeltes i en karbonkapsel ved temperaturer over 2000 °C.
• Kemisk dampaflejring (CVD): Anvendes til syntetisk kvarts. Gasserie forbindelser (som SiCl 4 og o 2 ) sammen med fordampede farvestoffer føres ind i en højtemperaturreaktor, hvor de smelter sammen og aflejres lag-for-lag på en roterende stang for at danne røret.

Under eller efter smeltningen formes den viskøse kvarts til rør ved hjælp af processer som centrifugalstøbning (rotering af en form for at skabe et hult rør) eller trækning (trække smeltet kvarts over en kerne).

• Anning

De formede rør afkøles langsomt i en kontrolleret glødefurnace. Dette fjerner indre termiske spændinger, forhindrer revner og stabiliserer farvecentrene dannet af tilsætningsstofferne.

• Afslutning

Efter glødning skæres rørene til længde, og enderne kan flamme-poleres eller slibes for at opnå den krævede dimensionelle tolerancе og overfladekvalitet. Derefter rengøres de grundigt.

Nøgle  Egenskaber  af  den  Proces:

• Permanent  Farve:  Den  farve  is indfødt  og  vil  - Nej, ikke  aftage  under  høj  temperaturer  eller  UV  eksponering.
• Højtemperatur  Stabilitet:  Farvede  kvarts  tuber  beholde  den  fremragende  termisk  egenskaber  af  ren  kvarts.
• Tilsatsstoffafhængig  EGENSKABER:  Nogle  fargemidler  (f.eks.,  titan/jern  til  amber)  bevidst  tilføj  funktionalitet  - Som...  UV  absorption.

Dette  proces  resultater  i  holdbart,  høj ydeevne  farvede  kvarts  tuber  brugt  inlighting  (f.eks.,  halogen  lamper,  UV  lamper),  laboratorie  udstyr,  halvledere  værktøjer,  og  dekorativt  ansøgninger.

Fordele

Farvede kvartsrør arver de grundlæggende fordele ved ren flintkvarts, samtidig med at de tilføjer specialiserede funktioner gennem deres integrerede farvestoffer. Deres primære fordele inkluderer:

• Selektiv lysgennemtrængelighed/filtrering: Dette er den vigtigste fordel. Forskellige farver absorberer og transmitterer specifikke bølgelængder af lys.

• Eksempel: Amber-/brune rør blokerer ultraviolet (UV) og kortbølget blåt lys, mens de transmitterer synligt lys. Dyb violet "Wood's glass"-glas rør transmitterer langbølget UV-A, men blokerer synligt lys.

• Forbedret holdbarhed og stabilitet: Farven er ikke en overfladebehandling, men er integreret i kvartsmatricen. Dette gør den:

• Uudblegnelig: Modstandsdygtig over for udblegning fra intens UV-stråling, synligt lys eller varme.
• Kratfresistent: Farven kan ikke skrabes af.
• Kemisk inaktiv: Bevarer fremragende kemiske modstandsevne over for de fleste syrer og opløsningsmidler.

• Høj termisk ydeevne: Ligesom klar kvarts viser farvede rør:

• Ekstrem varmebestandighed: Tåler temperaturer op til 1000-1100 °C.
• Lav termisk udvidelse: Fremragende modstandsdygtighed over for termisk chok.
• Høj renhed: Forhindrer forurening i følsomme processer.

• Visuel indikation og sikkerhed: Farve giver øjeblikkelig visuel identifikation af lyskildetype, bølgelængde eller proces, hvilket forbedrer sikkerhed og driftsklarhed.

Vigtige anvendelser

På baggrund af deres funktionelle fordele er farvede kvartsrør afgørende i flere industrier:

• Belysning

• Halogen- og glødelamper: Amber- eller røde rør anvendes i varmelamper, insektfælder og mørkekammerlygter.
• UV-lamper:

• Blacklight Blue (BLB): Dybe violet-rør anvendt inden for underholdning, fluorescensinspektion og opsporing af falskmønteri.
• Desinficerende: Specielle sammensætninger, der tillader optimal transmission af UV-C (254 nm) til desinfektion.

• Specialiseret signal- og dekorativ belysning: Til farvede filtre i armaturer til høje temperaturer.

• Produktion af halvledere og fotovoltaik

• Diffusions- og oxidationsovne: Bruges som procesrør. Farven kan nogle gange angive rørtype eller doping.
• UV-hærdning og fotolitografering: Rør, der transmitterer specifikke UV-bølgelængder til hærdning af polymerer eller eksponering af lysemodtagelige lag.

• Laboratorie- og videnskabelig udstyr

• UV-Vis-spektroskopi: Som prøvekar eller filtre.
• Fotokemiske reaktorer: Rør, der tillader specifikke aktiniske bølgelængder til at drive kemiske reaktioner.
• Miljøkamre: Som kiggeport med specifik spektralfiltrering.

• Industrielle og medicinske processer

• Vand- og luftrensning: UV-transmitterende rør i desinfektionssystemer.
• Medicinsk udstyr: Bruges i fototerapilamper til behandling af gulsot (blåt lys) eller hudtilstande (UV-lys).
• Fødevare- og drikkevareproduktion: Til UV-behandling eller inspektionssystemer.

• Dekorativt og arkitektonisk

• Højtkvalitets belysningsarmaturer: Til permanente, varmebestandige farvede elementer.
• Kunstinstallationer: Udnytter materialets holdbarhed og lysevirkning.

Tekniske specifikationer