Cawan Petri Kuarsa Transparan Tahan Panas yang Dapat Disesuaikan

Proses dan Alur Kerja Manufaktur cawan Petri kuarsa bening

Metode ini melibatkan thermoforming sekunder dari tabung kuarsa pra-fabrikasi ke dalam bentuk cawan menggunakan tekanan gas dan cetakan.

Tahap 1: Fase Persiapan

1. Persiapan bahan baku
· Bahan: Tabung kuarsa transparan berkualitas tinggi dengan kemurnian tinggi dan bebas cacat. Tabung ini biasanya diproduksi melalui proses fusi listrik atau nyala api, dan kualitasnya menentukan kinerja akhir cawan tersebut.
· Persiapan Cetakan: Digunakan cetakan presisi tinggi yang tahan panas, terbuat dari grafit atau paduan tahan api. Rongga cetakan menentukan bentuk luar cawan (misalnya, bulat, silindris, bentuk khusus).


2. Pengolahan Awal Tabung Kuarsa
· Pemotongan: Tabung kuarsa dipotong sesuai panjang yang dibutuhkan.
· Pembersihan: Tabung mengalami pembersihan kemurnian tinggi (misalnya, dengan air ultra murni, etsa asam, pembersihan ultrasonik) untuk menghilangkan semua kontaminan dari dinding bagian dalam dan luar.
· Penutupan Salah Satu Ujung: Salah satu ujung tabung dipanaskan menggunakan obor hidrogen-oksigen hingga meleleh dan menyatu tertutup, membentuk kubah berbentuk hemisfer yang halus yang akan menjadi bagian bawah krusibel.

Tahap 2: Fase Termobentuk - Proses Inti

Ini adalah langkah paling kritis, dilakukan pada mesin bubut kaca khusus atau mesin pembentuk otomatis.

1. Pemanasan dan Pelunakan
· Tabung kuarsa yang telah diproses sebelumnya (dengan ujung yang sudah tertutup lebih dulu) dipasang pada mesin bubut dan ditempatkan di dalam cetakan yang telah dipanaskan sebelumnya.
· Area target (bagian tubuh krusibel yang akan dibentuk) diputar dan dipanaskan secara merata menggunakan nyala api hidrogen-oksigen atau obor plasma. Rotasi sangat penting untuk memastikan pemanasan yang seragam.
· Kuarsa dipanaskan hingga mencapai titik pelunakannya (sekitar 1650–1800°C), di mana material menjadi lentur namun belum sepenuhnya mencair.

2. Tekanan Gas dan Pembentukan
· Sementara kuarsa dalam keadaan lunak, gas inert berkadar kemurnian tinggi (misalnya Nitrogen, Argon) dimasukkan ke dalam tabung melalui ujung terbuka, dengan tekanannya dikontrol secara presisi.
· Tekanan gas internal mendorong dinding kuarsa yang telah melunak untuk mengembang secara seragam ke arah luar hingga sepenuhnya menyesuaikan bentuk permukaan dalam cetakan.
· Cetakan menentukan geometri eksternal akhir, sementara tekanan gas memastikan ketepatan dimensi dan hasil akhir permukaan yang halus.

3. Perlakuan Anil dan Pendinginan
· Setelah proses pembentukan, cawan Petri kuarsa langsung dianil sementara masih berada di dalam atau dekat cetakan. Nyala api lebar dan lembut digunakan untuk meredakan tegangan termal yang timbul akibat pemanasan dan pendinginan cepat.
· Cawan Petri kuarsa yang telah terbentuk kemudian didinginkan dalam kondisi terkendali hingga suhu ruangan sebelum dikeluarkan dari cetakan.

Tahap 3: Pengerjaan Pasca dan Penyelesaian

1. Pemotongan dan Pembukaan
· Ujung terbuka dari cawan Petri kuarsa yang telah dibentuk dipotong pada ketinggian dan ketegaklurusan yang tepat sesuai spesifikasi, menggunakan gergaji roda berlian atau pemotong laser.
· Tepi potong yang tajam kemudian dipoles dengan api atau digiling secara mekanis hingga menghasilkan permukaan halus dan membulat untuk mencegah keretakan dan konsentrasi tegangan.

2. Pembersihan & Inspeksi Intensitas Tinggi
· Pembersihan: Cawan Petri kuarsa menjalani proses pembersihan berkualitas tinggi dalam beberapa tahap (pembersihan asam, pembersihan ultrasonik, pembilasan dengan air ultra-murni) untuk menghilangkan semua kontaminan dari proses produksi.
· Pemeriksaan:
· Pemeriksaan Dimensi: Memverifikasi diameter, ketinggian, dan ketebalan dinding.
· Inspeksi Visual: Memeriksa adanya gelembung, goresan, lubang, atau ketidakteraturan lainnya pada permukaan dalam dan luar di bawah pencahayaan terkendali.

Tahap 4: Perlakuan Khusus Kelas Atas - Pemolesan Api Permukaan Dalam

Untuk kelengkung kelas atas yang digunakan dalam aplikasi semikonduktor atau fotovoltaik premium, dilakukan langkah tambahan yang sangat penting:
· Pemolesan Api Permukaan Dalam
· Tujuan: Menciptakan lapisan bening, halus, berkilau seperti cermin yang sempurna pada permukaan dalam cawan Petri kuarsa bening.
· Metode: Cawan Petri kuarsa diputar sementara nyala hidrogen-oksigen atau obor plasma dimasukkan dan diimbas ke seluruh permukaan bagian dalam.
· Efek:
· Menyegel Mikropori: Cawan Petri kuarsa bening menghilangkan retakan mikro dan pori-pori kecil.
· Mengurangi Kekasaran: Cawan Petri kuarsa bening menciptakan permukaan yang halus secara atomik, mencegah pelekatan material dan memudahkan pembersihan.
· Meningkatkan Ketahanan Devitrifikasi: Secara signifikan meningkatkan ketahanan cawan Petri kuarsa bening terhadap kristalisasi pada suhu tinggi, sehingga memperpanjang masa pakai kelongsong.

Diagram Alur Kerja Ringkasan untuk cawan Petri kuarsa bening:
Tabung Kuarsa Berkelimpahan Tinggi → Pemotongan → Pembersihan → Penyegelan Satu Ujung → Pemasangan dalam Cetakan → Pemanasan Rotasi & Pelelehan → Pembentukan Tekanan Gas → Annealing → Pelepasan dari Cetakan → Pemotongan/Pembukaan → Pemolesan Tepi → (Pemolesan Api Permukaan Dalam) → Pembersihan Intensitas Tinggi → Inspeksi Akhir → Pengemasan Bersih

Keunggulan cawan Petri kuarsa bening:
· Kemurnian Tinggi: Cawan Petri kuarsa bening menggunakan tabung kuarsa kemurnian tinggi, meminimalkan kontaminasi.
· Presisi Tinggi: Pembentukan cawan Petri kuarsa bening menjamin konsistensi dimensi yang sangat baik.
· Fleksibilitas Bentuk: Mampu menghasilkan geometri kompleks dan pesanan khusus.
· Kualitas Permukaan Unggul: Pemolesan api pada cawan Petri kuarsa bening menghasilkan permukaan bagian dalam yang sangat halus.

Aplikasi Utama:
· Industri Semikonduktor: Untuk proses difusi suhu tinggi, oksidasi, dan epitaksi.
· Laboratorium & R&D: Untuk sintesis material, pertumbuhan kristal, dan reaksi kimia suhu tinggi.
· R&D Fotovoltaik: Untuk pertumbuhan dan pemrosesan silikon eksperimental.
· Optoelektronika: Untuk sintering fosfor, kristal laser, dan material khusus lainnya.

  
Parameter Teknis