Plato de Petri de cuarzo transparente personalizado resistente al calor

Proceso de fabricación y flujo de trabajo de la placa de Petri de cuarzo transparente

Este método implica la termoformación secundaria de un tubo de cuarzo pre-fabricado en forma de crisol mediante presión de gas y un molde.

Fase 1: Fase de preparación

1. Preparación del material crudo
· Material: Tubo de cuarzo transparente de alta pureza y libre de defectos. Este tubo se produce típicamente mediante un proceso de fusión eléctrica o por llama, y su calidad determina el rendimiento final del crisol.
· Preparación del molde: Se utiliza un molde de grafito o aleación refractaria de alta precisión y resistente al calor. La cavidad del molde define la forma externa del crisol (por ejemplo, esférica, cilíndrica, formas personalizadas).


2. Preprocesamiento del tubo de cuarzo
· Corte: El tubo de cuarzo se corta a la longitud requerida.
· Limpieza: El tubo se somete a una limpieza de alta pureza (por ejemplo, con agua ultrapura, grabado ácido, limpieza ultrasónica) para eliminar todos los contaminantes de las paredes interna y externa.
· Sellado de un extremo: Un extremo del tubo se calienta mediante una llama de hidrógeno-oxígeno hasta que se derrite y se fusiona, formando una cúpula suave y hemisférica que se convertirá en el fondo del crisol.

Fase 2: Fase de termoformado - El proceso principal

Este es el paso más crítico, que se realiza en un torno de vidriero especializado o en una máquina de conformación automatizada.

1. Calentamiento y ablandamiento
· El tubo de cuarzo preprocesado (primero el extremo sellado) se monta en el torno y se coloca dentro del molde precalentado.
· El área objetivo (el futuro cuerpo del crisol) gira y se calienta uniformemente mediante una llama de hidrógeno-oxígeno o una antorcha de plasma. La rotación es crucial para lograr un calentamiento uniforme.
· El cuarzo se calienta hasta su punto de ablandamiento (aproximadamente 1650-1800 °C), momento en el cual se vuelve maleable pero no completamente fundido.

2. Presurización con gas y conformación
· Mientras el cuarzo está blando, se introduce un gas inerte de alta pureza (por ejemplo, nitrógeno, argón) en el tubo a través del extremo abierto, controlando con precisión su presión.
· La presión interna del gas fuerza la pared de cuarzo ablandado a expandirse uniformemente hacia afuera hasta ajustarse completamente a la forma de la superficie interna del molde.
· El molde define la geometría externa final, mientras que la presión del gas garantiza la precisión dimensional y un acabado superficial liso.

3. Recocido y enfriamiento
· Después del conformado, la placa de Petri de cuarzo se recocida inmediatamente mientras aún está dentro o cerca del molde. Se utiliza una llama ancha y suave para aliviar las tensiones térmicas inducidas por el calentamiento y enfriamiento rápidos.
· La placa de Petri de cuarzo formada luego se enfría en condiciones controladas hasta temperatura ambiente antes de retirarla del molde.

Etapa 3: Posprocesamiento y acabado

1. Corte y apertura
· El extremo abierto de la placa de Petri de cuarzo formada se corta a la altura exacta especificada y con perpendicularidad precisa utilizando una sierra de disco de diamante o un cortador láser.
· El borde afilado se pule luego con fuego o se rectifica mecánicamente hasta obtener un acabado suave y redondeado para evitar astillados y concentraciones de tensión.

2. Limpieza e inspección de alta intensidad
· Limpieza: El recipiente Petri de cuarzo pasa por un proceso de limpieza de múltiples pasos y alta pureza (limpieza con ácido, limpieza ultrasónica, enjuague con agua ultrapura) para eliminar todos los contaminantes procedentes del procesamiento.
· Inspección:
· Control dimensional: Verificación del diámetro, altura y espesor de la pared.
· Inspección visual: Revisión para detectar burbujas, arañazos, hoyos o cualquier irregularidad en las superficies interior y exterior bajo iluminación controlada.

Etapa 4: Tratamiento especial de gama alta: pulido con llama de la superficie interior

Para crisoles de alta gama utilizados en aplicaciones semiconductoras o fotovoltaicas premium, se realiza un paso adicional crítico:
· Pulido con llama de la superficie interior
· Finalidad: Crear una capa perfectamente densa, lisa y transparente tipo espejo en la superficie interior del recipiente Petri de cuarzo transparente.
· Método: El recipiente de Petri de cuarzo gira mientras se inserta una llama de hidrógeno-oxígeno o una antorcha de plasma y se escanea toda la superficie interior.
· Efectos:
· Sella micro-poros: El recipiente de Petri de cuarzo transparente elimina microgrietas y poros diminutos.
· Reduce la rugosidad: El recipiente de Petri de cuarzo transparente crea una superficie atómicamente lisa, evitando la adherencia de materiales y facilitando la limpieza.
· Mejora la resistencia a la devitrificación: Mejora significativamente la resistencia del recipiente de Petri de cuarzo transparente a la cristalización a altas temperaturas, extendiendo así la vida útil del crisol.

Diagrama resumen del proceso del recipiente de Petri de cuarzo transparente:
Tubo de cuarzo de alta pureza → Corte → Limpieza → Sellado de un extremo → Montaje en molde → Calentamiento rotacional y ablandamiento → Formado por presión de gas → Recocido → Desmoldeo → Corte/Apertura → Pulido de bordes → (Pulido por llama de la superficie interior) → Limpieza de alta intensidad → Inspección final → Embalaje en condiciones de limpieza

Ventajas del recipiente de Petri de cuarzo transparente:
· Alta pureza: el recipiente de cuarzo transparente utiliza tubos de cuarzo de alta pureza, minimizando la contaminación.
· Alta precisión: la formación por molde del recipiente de cuarzo transparente garantiza una excelente consistencia dimensional.
· Flexibilidad de forma: capaz de producir geometrías complejas y personalizadas.
· Calidad superficial superior: el pulido por fuego del recipiente de cuarzo transparente logra un acabado excepcional en la superficie interior.

Aplicaciones principales:
· Industria semiconductora: para procesos de difusión, oxidación a alta temperatura y epitaxia.
· Laboratorio e I+D: para síntesis de materiales, crecimiento de cristales y reacciones químicas a alta temperatura.
· I+D en fotovoltaica: para el crecimiento y procesamiento experimental de silicio.
· Optoelectrónica: para la sinterización de fósforos, cristales láser y otros materiales especiales.

  
Parámetros técnicos