Hőálló, testre szabható, átlátszó kvantum Petri-csésze

Az átlátszó kvarc Petri-csésze gyártási folyamata és munkafolyamata

Ez a módszer egy előre gyártott kvarc cső másodlagos termoformálását jelenti gáztömörítéssel és forma segítségével, amelynek eredménye egy tégely alakja.

1. szakasz: Előkészítő fázis

1. Fanyerészlet előkészítése
· Anyag: Nagy tisztaságú, hibamentes átlátszó kvarc cső. Ezt a csövet általában elektromos vagy lángolvasztási eljárással állítják elő, minősége meghatározza a végső tégely teljesítményét.
· Forma előkészítése: Magas pontosságú, hőálló grafitból vagy refraktó ötvözetből készült formát használnak. A forma ürege határozza meg a tégely külső alakját (pl. gömb, henger, egyedi formák).


2. Kvarc cső előfeldolgozása
· Vágás: A kvarc csövet a szükséges hosszúságra vágják.
· Tisztítás: A csövet magas tisztaságú tisztításon (például ultratiszta vízzel, savas maratással, ultrahangos tisztítással) kell átengedni a belső és külső falról származó összes szennyeződés eltávolítása érdekében.
· Egyik vég lezárása: A cső egyik végét hidrogén-oxigén lánggal melegítik addig, amíg meg nem olvad és záródik, sima, félgömb alakú kupolát formálva, amely a kályhák alját képezi.

2. szakasz: Termoformálási fázis – Az alapvető folyamat

Ez a legkritikusabb lépés, amelyet speciális üvegfúvó esztergán vagy automatizált formázó gépen végeznek el.

1. Felfűtés és lágyítás
· Az előfeldolgozott kvantcsövet (lezárt végét előre) az esztergára szerelik, majd az előmelegített forma belsejébe helyezik.
· A céltartományt (a kályha jövendő testét) forgatják, és hidrogén-oxigén lánggal vagy plazmalánggal egyenletesen melegítik. A forgatás döntő fontosságú az egyenletes fűtés érdekében.
· A kvantot a lágyulási hőmérsékletre hevítik (körülbelül 1650–1800 °C), ahol rugalmassá válik, de még nem teljesen olvad meg.

2. Gáznak nyomás alá helyezése és formázás
· Amíg a kvarc lágy, nagy tisztaságú inaktív gázt (pl. nitrogént, argont) vezetnek be a csőbe nyitott végén keresztül, és a nyomást pontosan szabályozzák.
· A belső gáznyomás egyenletesen kifelé tágítja a megpuhult kvarcfalat, amíg teljesen illeszkedik a forma belső felületének alakjához.
· A forma meghatározza a végső külső geometriát, míg a gáznyomás biztosítja a méretpontosságot és sima felületi minőséget.

3. Hőmérséklet-kiegyenlítés és hűtés
· Az alakítás után a kvarc Petri-csészét azonnal hőmérséklet-kiegyenlítik, miközben még a formában vagy annak közelében van. Egy széles, lágy lángot használnak a gyors felfűtés és lehűtés miatt keletkezett hőfeszültségek enyhítésére.
· A megformált kvarc Petri-csészét ezután szabályozott körülmények között hűtik szobahőmérsékletre, mielőtt eltávolítanák a formából.

3. szakasz: Utómunkálás és befejezés

1. Vágás és megnyitás
· A megformált kvarc Petri-csésze nyitott végét pontosan meghatározott magasságra és merőlegességre vágják le gyémántkorongos fűrésszel vagy lézeres vágóval.
· A feszített vágott szélután tűzpolírozással vagy mechanikus megmunkálással simára, lekerekített felületet hoznak létre, hogy megakadályozzák a repedést és a feszültségkoncentrációt.

2. Intenzív tisztítás és ellenőrzés
· Tisztítás: A kvantum Petri-csészét többlépcsős, nagy tisztaságú tisztítási eljárásnak (savas tisztítás, ultrahangos tisztítás, ultra tiszta vízzel öblítés) vetik alá, hogy eltávolítsák az összes szennyeződést a feldolgozás során.
· Ellenőrzés:
· Méretek ellenőrzése: Az átmérő, magasság és falvastagság ellenőrzése.
· Látványellenőrzés: Buborékok, karcolások, gödrök vagy bármilyen rendellenesség keresése a belső és külső felületeken szabályozott világítás mellett.

4. szakasz: Különleges, magas minőségű kezelés – Belső felület tűzpolírozása

Félvezető vagy prémium fotovoltaikus alkalmazásokhoz használt magas minőségű tégelyek esetén további, kritikus lépést hajtanak végre:
· Belső felület tűzpolírozása
· Célja: Tökéletesen sűrű, sima, tükrös, átlátszó réteg kialakítása a tiszta kvantum Petri-csésze belső felületén.
· Módszer: A kvarc Petri-csésze forgatása közben hidrogén-oxigén lángot vagy plazmatüzet vezetnek be, és végigvizsgálják az egész belső felületet.
· Hatások:
· Mikroporok lezárása: A tiszta kvarc Petri-csésze megszünteti a mikrotöréseket és a apró pórusokat.
· Felületi érdesség csökkentése: A tiszta kvarc Petri-csésze atomi simaságú felületet hoz létre, megakadályozva az anyag tapadását és megkönnyítve a tisztítást.
· Áttetszőség-ellenállás javítása: Jelentősen növeli a tiszta kvarc Petri-csésze ellenállását a kristályosodással szemben magas hőmérsékleten, ezzel meghosszabbítva a tégely élettartamát.

A tiszta kvarc Petri-csésze összefoglaló munkafolyamata:
Nagy tisztaságú kvarc cső → Vágás → Tisztítás → Egyik vég lezárása → Formába szerelés → Forgási hevítés és lágyítás → Gáznyomás alatti formázás → Hőkezelés (annealing) → Kiformázás → Vágás/Nyitás → Élpolírozás → (Belső felület tűzpolírozása) → Intenzív tisztítás → Végső ellenőrzés → Tiszta csomagolás

A tiszta kvarc Petri-csésze előnyei:
· Magas tisztaság: A tiszta kvantum Petri-csésze magas tisztaságú kvantumcsövet használ, minimalizálva a szennyeződést.
· Magas pontosság: A tiszta kvantum Petri-csésze formaalakítása kiváló méretbeli konzisztenciát biztosít.
· Alak rugalmasság: Képes összetett és egyedi geometriák előállítására.
· Kiváló felületminőség: A tiszta kvantum Petri-csészét lángpolírozva kiváló belső felületi minőséget ér el.

Elsődleges alkalmazások:
· Félvezető ipar: Magas hőmérsékletű diffúzióhoz, oxidációs folyamatokhoz és epitaxiához.
· Laboratórium és kutatás-fejlesztés: Anyagok szintéziséhez, kristálynövesztéshez és magas hőmérsékletű kémiai reakciókhoz.
· Fotovoltaikus kutatás: Kísérleti szilícium növekedéséhez és feldolgozásához.
· Optoelektronika: Foszforok sintereléséhez, lézerkristályokhoz és egyéb speciális anyagokhoz.

  
Műszaki paraméterek