સેમિકન્ડક્ટર માટે ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળી રંગીન ક્વોર્ટઝ ટ્યૂબ

રંગીન ક્વાર્ટઝ ટ્યુબની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

રંગીન ક્વાર્ટઝ ટ્યુબને મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા ફ્યુઝડ સિલિકા (SiO ₂ ) માંથી બનાવવામાં આવે છે અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન ચોક્કસ ધાતુ ઑક્સાઇડ ડોપન્ટ્સને ઉમેરીને તેમનો રંગ મેળવવામાં આવે છે. આ રંગ સપાટીનું કોટિંગ નથી, પરંતુ સામગ્રીમાં સંપૂર્ણપણે એકીકૃત હોય છે. મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:

• કાચા માલની તૈયારી

આધાર સામગ્રી ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલ અથવા સિન્થેટિક સિલિકોન ટેટ્રાક્લોરાઇડ (SiCl ₄ ) છે. ઇચ્છિત ધાતુ ઑક્સાઇડ રંગદ્રવ્યોને ચોક્કસ પાઉડર સ્વરૂપમાં તૈયાર કરવામાં આવે છે.

સામાન્ય ડોપન્ટ્સમાં સમાવેલ છે:

• કોબાલ્ટ ઑક્સાઇડ (Co ₃ O ₄ ): વાદળી ટ્યુબ માટે.
• ક્રોમિયમ ઑક્સાઇડ (Cr ₂ O ₃ ): લીલી ટ્યૂબ માટે.
• મેંગનીઝ ઓક્સાઇડ (Mn ₂ O ₃ ): જાંબલી/એમેથિસ્ટ ટ્યૂબ માટે.
• ટાઇટેનિયમ ઓક્સાઇડ (TiO ₂ ) અને આયર્ન ઓક્સાઇડ (Fe ₂ O ₃ ): ઘણીવાર કાંસ્ય/એમ્બર ટ્યૂબ માટે સંયોજનમાં ઉપયોગ થાય છે (જે UV બ્લોકિંગ પણ પૂરી પાડે છે).
• સોનું (Au) અથવા સેલેનિયમ (Se): લાલ/ગુલાબી શેડ માટે.

• ડોપિંગ અને સમાંગતા

રંગ ઉમેરણ પાઉડરની ચોક્કસ માત્રાને વિખુટા ક્વાર્ટઝ ફીડસ્ટોક સાથે સમાન રીતે મિશ્ર કરવામાં આવે છે. રંગના વિતરણમાં સુસંગતતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે આ તબક્કો મહત્વપૂર્ણ છે. કેટલીક પ્રક્રિયાઓમાં, ખાસ કરીને સિન્થેટિક ક્વાર્ટઝ માટે, ડોપન્ટ્સને કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન દરમિયાન વાયુરૂપે ઉમેરી શકાય છે.

• સંલયન અને આકારણી

ડોપ કરેલા ક્વાર્ટઝ મિશ્રણને ઉચ્ચ તાપમાન વાતકળમાં આપવામાં આવે છે. બે મુખ્ય ઓગાળવાની પદ્ધતિઓ છે:

• ઇલેક્ટ્રિક આર્ક મેલ્ટિંગ: કુદરતી ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલ માટે ઉપયોગ થાય છે. મિશ્રણને 2000 થી વધુ તાપમાને કાર્બન ક્રૂસિબલમાં ઓગાળવામાં આવે છે °ક.
• કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (CVD): સિન્થેટિક ક્વાર્ટઝ માટે ઉપયોગ થાય છે. ગેસ રૂપમાં સંયોજનો (જેમ કે SiCl ₄ અને O ₂ ) તેમજ બાષ્પીભૂત રંગકોને ઉચ્ચ તાપમાન રિએક્ટરમાં મૂકવામાં આવે છે, જ્યાં તેઓ જોડાઈને ઘૂમતા મેન્ડ્રલ પર સ્તર-દર-સ્તર જમા થાય છે અને ટ્યૂબ બનાવે છે.

ઓગાળવા દરમિયાન અથવા પછી, ચીકણા ક્વાર્ટઝને સેન્ટ્રીફ્યુજલ કાસ્ટિંગ (એક ખાલી ટ્યૂબ બનાવવા માટે મોલ્ડને ઘુમાવવી) અથવા ડ્રૉઇંગ (મેન્ડ્રલ પરથી ઓગળેલા ક્વાર્ટઝને ખેંચવો) જેવી પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને ટ્યૂબના આકારમાં ઢાળવામાં આવે છે.

• આનેલિંગ

બનાવેલી ટ્યૂબને નિયંત્રિત એનિલિંગ વાતકળમાં ધીમે ધીમે ઠંડી પાડવામાં આવે છે. આથી આંતરિક થર્મલ તણાવ દૂર થાય છે, ફાટવાની શક્યતા અટકે છે અને ડોપન્ટ્સ દ્વારા રચાયેલા રંગ કેન્દ્રો સ્થિર બને છે.

• ફિનિશિંગ

એનીલિંગ પછી, ટ્યુબને લંબાઈમાં કાપવામાં આવે છે, અને છેડાઓને જરૂરી પરિમાણોની સહનશીલતા અને સપાટીની તાકાત મેળવવા માટે જ્વાળા-પૉલિશ કરવામાં આવી શકે છે અથવા ખરચવામાં આવે છે. ત્યારબાદ તેમને સંપૂર્ણપણે સાફ કરવામાં આવે છે.

મુખ્ય  ક્ષમતાઓ  ની  આ  પ્રક્રિયા:

• સ્થિર  રંગ:  આ  રંગ  is અંતર્ગત  અને  ચાહે  નહીં  ઊભરો  હેઠળ  ઉચ્ચ  તાપમાન  or  UV  અનુભવ.
• ઉચ્ચ-તાપમાન  સ્થિરતા:  રંગીન  ક્વોર્ટ્ઝ  ટ્યુબ  જાળવી રાખે  આ  સુપ્રભા  થર્મલ  ગુણવત્તા  ની  શુદ્ધ  ક્વાર્ટ્ઝ.
• ડોપન્ટ-આધારિત  ગુણધર્મો:  કેટલાક  રંગદ્રવ્યો  (દા.ત.,  ટાઇટેનિયમ/આયર્ન  માટે  એમ્બર)  જાણીજોઈને  ઉમેરો  કાર્યધારા  જેવા કે  UV  શોષણ.

આ  પ્રક્રિયા  ફળ  માટે  ટકાઉ,  ઉચ્ચ-પ્રદર્શન  રંગીન  ક્વોર્ટ્ઝ  ટ્યુબ  ઉપયોગમાં  પ્રકાશમાં  (દા.ત.,  હેલોજન  દીવા,  UV  લેમ્પ),  પ્રયોગશાળા  સાધનો,  અર્ધવાહક  સાધનો,  અને  સ્વચ્છ  ઉપયોગો.

લાભ

રંગીન ક્વાર્ટઝ ટ્યુબ શુદ્ધ ફ્યુઝ્ડ સિલિકાના મૂળભૂત ફાયદાઓને જાળવી રાખે છે, જ્યારે તેમના એકીકૃત રંગો દ્વારા વિશિષ્ટ કાર્યક્ષમતા ઉમેરે છે. તેમના મુખ્ય ફાયદાઓમાં સમાવેશ થાય છે:

• પસંદગીની પ્રકાશ પ્રસારણ/ફિલ્ટરેશન: આ મૂળભૂત ફાયદો છે. અલગ અલગ રંગો પ્રકાશની ચોક્કસ તરંગલંબાઈને શોષી લે છે અને પ્રસારિત કરે છે.

• ઉદાહરણ: એમ્બર/ભૂરા ટ્યુબ અલ્ટ્રાવાયોલેટ (UV) અને ટૂંકી તરંગલંબાઈના વાદળી પ્રકાશને અવરોધે છે, જ્યારે દૃશ્યમાન પ્રકાશને પ્રસારિત કરે છે. ડીપ વાયોલેટ "વુડ્સ ગ્લાસ" ટ્યુબ લાંબા તરંગ UV-A પ્રકાશને પ્રસારિત કરે છે પરંતુ દૃશ્યમાન પ્રકાશને અવરોધે છે.

• વધુ ટકાઉપણું અને સ્થિરતા: રંગ સપાટીનો લેપ નથી, પરંતુ ક્વાર્ટઝ મેટ્રિક્સમાં જોડાયેલ હોય છે. આના કારણે તે:

• ફીકો પડતો નથી: તીવ્ર UV, દૃશ્યમાન પ્રકાશ અથવા ગરમીથી ફીકો પડવા પ્રતિરોધક છે.
• ખરડો-પ્રતિરોધક: રંગને ખરડીને દૂર કરી શકાય નહીં.
• રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય: મોટા ભાગના એસિડ અને દ્રાવકો સામે ઉત્તમ રાસાયણિક પ્રતિકારકતા જાળવી રાખે છે.

• ઉચ્ચ થર્મલ પ્રદર્શન: સ્પષ્ટ ક્વાર્ટઝની જેમ, રંગીન ટ્યુબ ધરાવે છે:

• અતિશય ગરમી પ્રતિરોધકતા: 1000-1100 સુધીના તાપમાન સહન કરી શકે છે °ક.
• ઓછું થર્મલ એક્સપેન્શન: ઉત્તમ થર્મલ શોક પ્રતિરોધકતા.
• ઉચ્ચ શુદ્ધતા: સંવેદનશીલ પ્રક્રિયાઓમાં દૂષણને રોકે છે.

• દૃશ્ય સૂચન અને સલામતી: રંગ પ્રકાશ સ્ત્રોતની પ્રકાર, તરંગલંબાઈ અથવા પ્રક્રિયાની તુરંત દૃશ્ય ઓળખ પૂરી પાડે છે, જે સલામતી અને સંચાલન સ્પષ્ટતા વધારે છે.

મુખ્ય એપ્લિકેશન

તેમના કાર્યાત્મક ફાયદાઓના આધારે, રંગીન ક્વાર્ટઝ ટ્યુબ અનેક ઉદ્યોગોમાં મહત્વપૂર્ણ છે:

• પ્રકાશન

• હેલોજન અને ઇન્કન્ડેસન્ટ લેમ્પ: એમ્બર અથવા લાલ ટ્યુબનો ઉપયોગ હીટિંગ લેમ્પ, કીટક ટ્રેપ અને ડાર્કરૂમ સેફલાઇટ્સમાં થાય છે.
• યુવી લેમ્પ:

• બ્લેકલાઇટ બ્લુ (BLB): મનોરંજન, ફ્લોરોસન્સ તપાસ અને નકલી શોધ માટે વપરાતી ઊંડી જાંબલી ટ્યૂબ.
• જંતુનાશક: ડિસઇન્ફેક્શન માટે UV-C (254 nm) ના ઉત્તમ પ્રસારણને મંજૂરી આપતી ખાસ રચનાઓ.

• ખાસ સિગ્નલિંગ અને સજાવટી લાઇટિંગ: ઊંચા તાપમાનવાળા ફિક્સર્સમાં રંગીન ફિલ્ટર માટે.

• સેમિકન્ડક્ટર અને ફોટોવોલ્ટાઇક ઉત્પાદન

• ડિફ્યુઝન અને ઑક્સિડેશન ભઠ્ઠીઓ: પ્રક્રિયા ટ્યૂબ તરીકે વપરાય છે. ક્યારેક રંગ ટ્યૂબનો પ્રકાર અથવા ડોપિંગ દર્શાવી શકે છે.
• યુવી ક્યોરિંગ અને ફોટોલિથોગ્રાફી: પોલિમરને ક્યોર કરવા અથવા ફોટોરેઝિસ્ટ એક્સપોઝ કરવા માટે ખાસ યુવી તરંગલંબાઈ પસાર કરતી ટ્યૂબ.

• પ્રયોગશાળા અને વૈજ્ઞાનિક સાધનો

• યુવી-વિઝ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી: નમૂના સેલ અથવા ફિલ્ટર તરીકે.
• ફોટોકેમિકલ રિએક્ટર: રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ચલાવવા માટે ખાસ એક્ટિનિક તરંગલંબાઈને મંજૂરી આપતી ટ્યૂબ.
• પર્યાવરણીય ચેમ્બર: ખાસ સ્પેક્ટ્રલ ફિલ્ટરિંગ સાથેના વ્યૂપોર્ટ તરીકે.

• ઉદ્યોગ-સાધન અને મેડિકલ પ્રક્રિયાઓ

• પાણી અને હવા શુદ્ધિકરણ: ડિસઇન્ફેક્શન સિસ્ટમમાં UV-ટ્રાન્સમિટિંગ ટ્યૂબ.
• મેડિકલ ઉપકરણો: પીળા પિત્ત (બ્લ્યુ લાઇટ) અથવા ત્વચાની સ્થિતિ (UV લાઇટ) માટેના ફોટોથેરાપી લેમ્પમાં ઉપયોગ થાય છે.
• ખોરાક અને પીણાંની પ્રક્રિયા: UV સારવાર અથવા નિરીક્ષણ સિસ્ટમ માટે.

• સજાવટી અને સ્થાપત્ય

• હાઇ-એન્ડ લાઇટિંગ ફિક્સ્ચર: કાયમી, ગરમી-પ્રતિરોધક રંગીન ઘટકો માટે.
• કલા ઇન્સ્ટોલેશન: સામગ્રીની ટકાઉપણું અને પ્રકાશિત ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરીને.

ટેક્નિકલ સ્પેક્સ