Produktionsproces for kvartsflanger:
- Råmaterialevalg: Højkvalitets naturlige kvarts krystaller eller syntetisk kiselsand vælges som udgangsmateriale. Indholdet af siliciumdioxid overstiger typisk 99,9 % for at sikre fremragende egenskaber.
- Smeltning: Råmaterialet opvarmes til en ekstremt høj temperatur (over 1700 °°C) i en ovn under vakuum eller i en inaktiv atmosfære (ofte en elektrisk modstands- eller induktionsovn), så det smelter til en viskøs, blærefri smeltet kvarts.
- Formning: Den smeltede kvarts formes derefter til flanger ved hjælp af én af flere metoder:
- Støbning: Hældes i præcisionsforme af grafit eller keramik.
- Centrifugalstøbning: Formen sættes i rotation for at danne hule cylindriske former, som senere bearbejdes.
- Hot Pressing/Finishing: Formning af opvarmet kvartsblank under tryk for tæthet og næsten færdig form.
- Gløding: De formede flanger gennemgår en kontrolleret, langsom kølingsproces i en glødeovn. Dette fjerner indre termisk spænding, forhindrer revner og sikrer strukturel stabilitet.
- Præcisionsbearbejdning: De glødede blanks bearbejdes omhyggeligt med diamantbelagte værktøjer. Dette inkluderer slibning, skæring, boring og polering for at opnå de endelige dimensioner, overfladekvalitet (ofte optisk kvalitet), planhed og præcise tætningsflader (f.eks. Ra < 0,4 μ m).
- Rengøring og kvalitetsinspektion: Omfattende rengøring (f.eks. ultralydsrengøring, syrerengøring) fjerner forureninger. Hver flange inspiceres for dimensioner, visuelle defekter (blærer, inclusions) og optiske egenskaber. Avancerede metoder som laserinterferometri bruges til at kontrollere planhed og parallelitet.
Fordele ved kvartsflanger:
- Ekstrem termisk stabilitet: Meget lav varmeudvidelseskoefficient (~5,5 x 10 ⁻⁷ /K) gør dem meget modstandsdygtige over for termisk stød. De kan tåle hurtig opvarmning og afkøling fra 1000 °C til stuetemperatur uden at revne.
- Høj temperaturmodstand: Kan fungere kontinuerligt ved temperaturer op til 1100 °C og kortvarigt op til 1300 °C, idet de bevarer strukturel integritet, hvor metaller ville blive bløde eller deformeres.
- Udmærket kemisk renhed og inaktivitet: Fremstillet af højren SiO 2 , er de ikke-porøse og meget modstandsdygtige over for korrosion fra de fleste syrer, halogener og aggressive kemikalier (undtagen fluorid-syre og varm fosforsyre). Dette forhindrer forurening i følsomme processer.
- Udmærkede optiske egenskaber: Høj gennemsigtighed over et bredt spektrum fra UV til nærinfrarødt. Dette muliggør visuel procesovervågning, UV-transmission og anvendelse i laserapplikationer.
- Udmærket elektrisk isolation: Høj dielektrisk styrke og lav elektrisk ledningsevne, selv ved forhøjede temperaturer, hvilket gør dem ideelle til halvleder- og vakuumapplikationer.
-
Høj mekanisk styrke og stivhed: Selvom det er sprødt, har smeltet kvarts høj trykstyrke og bevarer sin form under belastning ved høje temperaturer, i modsætning til mange polymerer.
- Kompatibilitet med ultra-højt vakuum: Ekstremt lav gennemtrængelighed for gas og udgassningshastigheder. Når de er korrekt udbagte, bidrager de til opnåelse og vedligeholdelse af ultra-højt vakuum (UHV) miljøer.
- Lang levetid og dimensionsstabilitet: Modstår vejrforhold, forringes ikke eller ældes under almindelige forhold og bevarer præcise dimensioner over tid på grund af sin stabilitet.
-
Primære Anvendelser: Produktion af halvledere (ætsning, diffusion, CVD/LPCVD-kammer), fiberoptik, præcisionsoptik, lasersystemer, laboratorie- og analyseudstyr, højtemperatursigtglas og specialbelysning (lysdannelse med høj intensitet).
Primære anvendelsesområder og brug af kvartsflanger
Kvartsflanger er kritiske komponenter i krævende industrier på grund af deres unikke kombination af egenskaber. Deres primære anvendelser og specifikke brug er som følger:
- Halvleder- og mikroelektronikproduktion
- Anvendelse: Som betragtningsport, kammerforinger, gasindløb og diagnosticeringsport i waflerbejdende udstyr.
- Nøgleudstyr: Plasmaætsere, kemisk dampaflejringsreaktorer (CVD) og lavtryks-CVD (LPCVD) reaktorer, diffusionsovne og ionimplantere.
- Årsag: Deres renhed forhindrer forurening af siliciumwafler, og deres gennemsigtighed tillader procesovervågning under drift.
- Optiske og fotonikindustrier
- Anvendelse: Som endevinduer, lasertrørhousing og monteringskomponenter.
- Primære anvendelser: Højtydende lasersystemer, UV- og IR-optiske systemer, spektrofotometerceller og astronomiske teleskoppejle (til substrater med lav varmeudvidelse).
- Årsag: Fremragende transmission fra UV til IR og minimal termisk forvrængning ved højintensitetslys.
- Højrenheds-/lavtryks-kemisk proces
- Anvendelse: Som reaktorforinger, synsglas for ætsende væsker og tilslutningskomponenter i pilotanlæg.
- Nøgleprocesser: Håndtering af ultrarene syrer, halogengasser og højtemperatur-kemikalier til specialformål.
- Årsag: Fremragende kemisk inaktivitet sikrer produktrenhed og modstår angreb fra alle syrer undtagen fluorhydridsyre og varm fosforsyre.
- Anvendelse: Som kappe (ydre pære) til højintensitetsladningslamper.
- Nøgleprodukter: Kviksølvdamplamper, xenonbuelamper og UV-steriliseringslamper.
- Årsag: Tåler ekstremt høje driftstemperaturer (>1000 °C) og transmitterer UV-lys effektivt.
- Videnskabelig forskning og analyseinstrumentering
- Anvendelse: Som vinduer til vakuumkammer, prøveholdere i ovne og komponenter i masse-spektrometre.
- Nøgleområder: Ultrahøj vakuum (UHV) systemer, elektronmikroskoper og rum-simuleringskammer.
- Årsag: Yderst lav udgassning og høj dimensionsstabilitet under vakuum og termisk cyklus.
- Specialiserede industrielle processer
- Anvendelse: Som beskyttende synsporter i højtemperaturovn (f.eks. krystalvækstovne som Czochralski-trækkere) og flowkomponenter i fremstilling af fiberoptiske præformer.
-
Årsag: Bevarer gennemsigtighed og integritet ved kontinuerlig drift ved høj temperatur, hvilket muliggør visuel kontrol af processen.
Tekniske specifikationer
Egenskabsindhold |
Egenskabsindeks |
Tæthed |
2,2×103kg/cm³ |
Styrke |
580KHN100 |
Trækfasthed |
4.9×107Pa(N/ ㎡) |
Kompressionsstyrke |
>1,1×109Pa |
Koefficient for termisk udvidelse |
5,5×10-7cm/cm℃ |
Termisk ledningsevne |
1,4 W/m℃ |
Specifik varme |
670 J/kg℃ |
Møjsomningspunkt |
1680℃ |
Afslængningspunkt |
1215℃ |
EN
