Magas tisztaságú színes kvantcső félvezetőhöz

Színes kvarc csövek gyártási folyamata

A színes kvarc csöveket elsősorban nagy tisztaságú olvasztott szilícium-dioxidból (SiO ₂ ) készítik, és a gyártási folyamat során bevezetett speciális fémoxid adalékok adják nekik a színüket. A szín nem felületi bevonat, hanem az anyagba van integrálva. Az alábbiak a fő gyártási lépések:

• Nyersanyag Előkészítés

Az alapanyag nagy tisztaságú természetes kvarckristály vagy szintetikus szilícium-tetraklorid (SiCl 4 ). A kívánt fémoxid színezőanyagokat pontosan meghatározott por formájában készítik elő.

Gyakori adalékok:

• Kobalt-oxid (Co ₃ O 4 ): Kék csövekhez.
• Króm-oxid (Cr ₂ O ₃ ): Zöld csövekhez.
• Mangán-oxid (Mn ₂ O ₃ ): Ibolya/ametiszt csövekhez.
• Titán-oxid (TiO ₂ ) és vas-oxid (Fe ₂ O ₃ ): Gyakran együttesen használják bronz/árpa csövekhez (amelyek UV-szűrést is biztosítanak).
• Arany (Au) vagy szelén (Se): Vörös/rózsaszín árnyalatokhoz.

• Dopolt és homogenizált

A pontos mennyiségű színezőport egyenletesen keverik a darált kvarchoz. Ez a lépés kritikus fontosságú az egységes színeloszlás érdekében. Egyes eljárásokban, különösen szintetikus kvarc esetén, a dopoló anyagok gázhalmazállapotban vezethetők be kémiai gőzkiválasztás során.

• Ötvözés és formázás

A dopolt kvarc keverékét magas hőmérsékletű kemencébe juttatják. Két fő olvasztási módszer létezik:

• Elektromos ív olvasztás: Természetes kvarckristályok esetén használják. A keveréket grafittartályban, 2000 °C feletti hőmérsékleten olvasztják meg °C.
• Kémiai gőzkiválasztás (CVD): Szintetikus kvarc előállításához használják. Gázhalmazállapotú vegyületeket (például SiCl 4 és O ₂ ) és bepárologtatott színezőanyagokat vezetnek be egy nagyon magas hőmérsékletű reaktorba, ahol összeolvadnak, majd rétegről-rétegre leülepednek egy forgó mandzsellára, így képezve a csövet.

Az olvadás során vagy azt követően a viszkózus kvarcot centrifugális öntéssel (forgatott forma használatával üreges cső kialakítása) vagy húzással (az olvadt kvarc felhúzása egy mandzselre) alakítják csővé.

• Főleg

A kialakított csöveket szabályozott hőmérsékletű edzőkemencében lassan hűtik le. Ez csökkenti a belső hőfeszültséget, megakadályozza a repedést, és stabilizálja a szennyező anyagok által kialakított színközpontokat.

• Bevégzés

Az edzés után a csöveket hosszra vágják, a végeiket pedig lángpolírozhatják vagy megmunkálhatják, hogy a szükséges mérettűrést és felületminőséget elérjék. Ezután alaposan megtisztítják őket.

Kulcs  A tulajdonságok  a  a  Folyamat:

• Állandó  Szín:  A  szín  is természetes  és  lezárja  nem  fakul  alatt  magas  hőmérsékletek  vagy  UV  papír.
• Magas-hőmérsékletű  Stabilitás:  Színes  gránit  csomók  megtartani  a  kiváló  hőmérsékleti  tulajdonságok  a  tiszta  kvarc.
• Szennyezőanyag-függő  TULAJDONSÁGOK:  Egyéb  színezőanyagok  (pl.,  titán/vas  a  borostyánsárga)  szándékosan  hozzáadás  a funkcionalitás  mint például  UV  abszorció.

Ez  a folyamat  eredmények  a  tartós,  magas teljesítményű  színes  gránit  csomók  használt  megvilágítás  (pl.,  halogén  lámpák,  UV  lámpák)  laboratórium  eszközök  haloványvezető  eszközök,  és  dekoratív  alkalmazások.

Előny

A színes kvarc csövek a tiszta olvasztott szilikát alapvető előnyeit őrzik meg, ugyanakkor speciális funkciókat nyújtanak beépített festékeik révén. Főbb előnyeik közé tartoznak:

• Szelektív fényáteresztés/szűrés: Ez a legfontosabb előny. A különböző színek más-más hullámhosszúságú fényt nyelnek el és engednek át.

• Példa: A borostyánsárga/barna csövek blokkolják az ultraibolya (UV) és a rövidhullámú kék fényt, miközben áteresztik a látható fényt. A sötétlila „Wood-féle üveg” csövek hosszúhullámú UV-A sugarakat engednek át, de blokkolják a látható fényt.

• Nagyobb tartósság és stabilitás: A szín nem felületi bevonat, hanem a kvarcrácsba olvad. Ezáltal:

• Nem fakul: ellenáll az intenzív UV-, látható fény- vagy hőhatásnak.
• Kopásálló: a szín nem kophat le.
• Kémiai inaktivitás: Kiváló kémiai ellenállást mutat a legtöbb savval és oldószerrel szemben.

• Magas hőteljesítmény: A színes csövekhez hasonlóan a tiszta kvarc is rendelkezik:

• Extrém hőállóság: 1000–1100 °C-ig terjedő hőmérsékletet bír el. °C.
• Alacsony hőtágulás: Kiváló hőütés-állóság.
• Magas tisztaság: Megakadályozza az érzékeny folyamatok szennyeződését.

• Vizuális jelzés és biztonság: A szín azonnali vizuális azonosítást tesz lehetővé a fényforrás típusáról, hullámhosszáról vagy folyamatról, növelve ezzel a biztonságot és az üzemeltetés átláthatóságát.

Fő alkalmazások

A színes kvarccsövek funkcionális előnyeik alapján elengedhetetlenek több iparágban is:

• Világítás

• Halogen és izzólámpák: Sárgásbarna vagy vörös csöveket használnak fűtőlámpákban, rovarcsapdákban és sötétkamrai biztonsági lámpákban.
• UV-lámpák:

• Feketefény-kék (BLB): Mély ibolyaszínű csövek szórakoztatásra, fluoreszcencia-vizsgálatokra és hamisítványok felismerésére használhatók.
• Germicid: Különleges összetételek, amelyek optimális UV-C (254 nm) áteresztést tesznek lehetővé fertőtlenítéshez.

• Különleges Jelzés és Díszvilágítás: Színes szűrők magas hőmérsékleten üzemelő szerelvényekhez.

• Félvezető- és Fotovoltaikus Gyártás

• Difúziós és Oxidációs Kemencék: Folyamatcsövekként használatosak. A szín néha jelzi a cső típusát vagy adalékolását.
• UV Polimerizáció és Fénylitoszintézis: Olyan csövek, amelyek meghatározott UV-hullámhosszak áteresztésére alkalmasak polimerek polimerizálásához vagy fényérzékeny rétegek expozíciójához.

• Laboratóriumi és Tudományos Berendezések

• UV-Visz Spektroszkópia: Mintaküvettáként vagy szűrőkként használatosak.
• Foto-kémiai Reaktorok: Olyan csövek, amelyek meghatározott aktinikus hullámhosszak áthaladását engedik a kémiai reakciók elősegítéséhez.
• Környezeti Kamrák: Adott spektrális szűréssel rendelkező megfigyelőablakként használatosak.

• Ipari és Orvosi Folyamatok

• Víz- és levegőtisztítás: UV-sugárzást áteresztő csövek fertőtlenítő rendszerekben.
• Orvosi eszközök: Fototerápiás lámpákban használják sárgaság (kék fény) vagy bőrbetegségek (UV-fény) kezelésére.
• Élelmiszer- és italfeldolgozás: UV-kezeléshez vagy ellenőrző rendszerekhez.

• Dekoratív és építészeti

• Prémium minőségű világítótestek: Állandó, hőálló színezett elemekhez.
• Művészeti alkotások: A anyag tartósságát és fénykibocsátó tulajdonságait kihasználva.

Műszaki specifikációk