Piastra di Petri in quarzo trasparente personalizzata resistente al calore

Processo produttivo e flusso di lavoro della piastra di Petri in quarzo trasparente

Questo metodo prevede la termoformatura secondaria di un tubo in quarzo prefabbricato in una forma a crogiolo mediante pressione di gas e un stampo.

Fase 1: Fase di preparazione

1. Preparazione del materiale grezzo
· Materiale: Tubo in quarzo trasparente di alta purezza e privo di difetti. Questo tubo è generalmente prodotto tramite processo di fusione elettrica o a fiamma, e la sua qualità determina le prestazioni finali del crogiolo.
· Preparazione dello stampo: Viene utilizzato uno stampo in grafite o in lega refrattaria ad alta precisione e resistente al calore. La cavità dello stampo definisce la forma esterna del crogiolo (ad esempio, sferica, cilindrica, forme personalizzate).


2. Pre-elaborazione del tubo in quarzo
· Taglio: Il tubo in quarzo viene tagliato alla lunghezza richiesta.
· Pulizia: Il tubo viene sottoposto a una pulizia ad alta purezza (ad esempio, con acqua ultrapura, mordenzatura acida, pulizia ad ultrasuoni) per rimuovere tutti i contaminanti dalle pareti interne ed esterne.
· Sigillatura di un'estremità: Un'estremità del tubo viene riscaldata mediante una fiamma ossidrica idrogeno-ossigeno fino a quando si fonde e si chiude ermeticamente, formando una cupola liscia e emisferica che diventerà il fondo del crogiolo.

Fase 2: Fase di termoformatura - Il processo principale

Questo è il passaggio più critico, eseguito su un tornio per lavorazione del vetro specializzato o su una macchina formatrice automatica.

1. Riscaldamento e ammorbidimento
· Il tubo in quarzo pretrattato (prima l'estremità sigillata) viene montato sul tornio e posizionato all'interno dello stampo preriscaldato.
· L'area bersaglio (il corpo futuro del crogiolo) viene fatta ruotare e riscaldata uniformemente mediante una fiamma ossidrica idrogeno-ossigeno o una torcia al plasma. La rotazione è fondamentale per garantire un riscaldamento uniforme.
· Il quarzo viene riscaldato fino al punto di ammorbidimento (circa 1650-1800 °C), momento in cui diventa malleabile ma non completamente fuso.

2. Pressurizzazione con gas e formatura
· Mentre il quarzo è morbido, un gas inerte ad alta purezza (ad esempio Azoto, Argon) viene introdotto nel tubo attraverso l'estremità aperta, con la pressione controllata con precisione.
· La pressione del gas interno spinge la parete del quarzo ammorbidito ad espandersi uniformemente verso l'esterno finché non aderisce completamente alla forma della superficie interna dello stampo.
· Lo stampo definisce la geometria esterna finale, mentre la pressione del gas garantisce accuratezza dimensionale e una finitura superficiale liscia.

3. Tempra e Raffreddamento
· Dopo la formatura, la piastra di Petri in quarzo viene immediatamente ricottita mentre si trova ancora nello stampo o nelle sue vicinanze. Viene utilizzata una fiamma larga e diffusa per eliminare le tensioni termiche causate dal riscaldamento e raffreddamento rapido.
· La piastra di Petri in quarzo formata viene quindi raffreddata in condizioni controllate fino alla temperatura ambiente prima di essere rimossa dallo stampo.

Fase 3: Post-elaborazione e Finitura

1. Taglio e Apertura
· L'estremità aperta della piastra di Petri in quarzo formata viene tagliata all'altezza e squadratura esatte specificate, utilizzando una sega a disco diamantato o un taglio laser.
· Il bordo tagliato affilato viene quindi lucidato al fuoco o lavorato meccanicamente fino a ottenere una finitura liscia e arrotondata per evitare scheggiature e concentrazioni di stress.

2. Pulizia ad Alta Intensità e Ispezione
· Pulizia: La capsula Petri in quarzo subisce un processo di pulizia multistep ad alta purezza (pulizia con acido, pulizia ultrasonica, risciacquo con acqua ultra-pura) per rimuovere tutti i contaminanti derivanti dalla lavorazione.
· Ispezione:
· Controllo Dimensionale: Verifica del diametro, dell'altezza e dello spessore della parete.
· Ispezione Visiva: Controllo di bolle, graffi, fossette o altre irregolarità sulle superfici interna ed esterna sotto illuminazione controllata.

Fase 4: Trattamento Speciale di Alta Gamma - Lucidatura al Fuoco della Superficie Interna

Per crogioli di alta gamma utilizzati in applicazioni semiconduttrici o fotovoltaiche premium, viene eseguito un ulteriore passaggio critico:
· Lucidatura al Fuoco della Superficie Interna
· Scopo: Creare uno strato perfettamente denso, liscio e trasparente simile a uno specchio sulla superficie interna della capsula Petri in quarzo trasparente.
· Metodo: La capsula Petri in quarzo viene fatta ruotare mentre una fiamma ossidrica o una torcia al plasma viene inserita e spostata su tutta la superficie interna.
· Effetti:
· Sigilla i micropori: la capsula Petri in quarzo trasparente elimina le microfessure e i pori minuscoli.
· Riduce la rugosità: la capsula Petri in quarzo trasparente crea una superficie atomicamente liscia, impedendo l'adesione di materiali e facilitando la pulizia.
· Migliora la resistenza alla devetrificazione: migliora significativamente la resistenza alla cristallizzazione della capsula Petri in quarzo trasparente ad alte temperature, prolungando così la vita utile del crogiolo.

Diagramma riassuntivo del flusso operativo per la capsula Petri in quarzo trasparente:
Tubo in quarzo ad alta purezza → Taglio → Pulizia → Sigillatura di un'estremità → Montaggio nello stampo → Riscaldamento rotazionale e ammorbidimento → Formatura con pressione di gas → Tempra → Sformatura → Taglio/Aperturra → Lucidatura dei bordi → (Lucidatura al fuoco della superficie interna) → Pulizia ad alta intensità → Ispezione finale → Imballaggio in ambiente pulito

Vantaggi della capsula Petri in quarzo trasparente:
· Alta Purezza: la capsula Petri in quarzo trasparente utilizza tubi di quarzo ad alta purezza, riducendo al minimo le contaminazioni.
· Alta Precisione: la formatura a stampo della capsula Petri in quarzo trasparente garantisce un'eccellente coerenza dimensionale.
· Flessibilità di Forma: in grado di produrre geometrie complesse e personalizzate.
· Qualità Superiore della Superficie: la lucidatura a fuoco della capsula Petri in quarzo trasparente assicura una finitura interna eccezionale.

Applicazioni principali:
· Industria dei Semiconduttori: per processi di diffusione, ossidazione ad alta temperatura ed epitassia.
· Laboratorio e Ricerca & Sviluppo: per la sintesi di materiali, la crescita di cristalli e reazioni chimiche ad alta temperatura.
· Ricerca e Sviluppo nel Fotovoltaico: per la crescita sperimentale e la lavorazione del silicio.
· Optoelettronica: per la sinterizzazione di fosfori, cristalli laser e altri materiali speciali.

  
Parametri tecnici