צינור קוורץ צבעוני עשיר לרכיבים חצי מוליכים

תהליך ייצור של צינורות קוורץ צבעוניים

צינורות קוורץ צבעוניים מיוצרים בעיקר מסיליקה מותכת (SiO) ברמה גבוהה ₂ ) והם מקבלים את צבעם על ידי הוספת תערובות מסוימות של חומרי מתכת באוקסיד במהלך תהליך הייצור. הצבע אינו שכבת ציפוי שטחית אלא משולב בתוך החומר כולו. להלן התהליכים המרכזיים:

• הכנה של חומרים גולמיים

החומר הבסיסי הואystals קוורץ טבעיים ברמה גבוהה או טetrachloride סיליקון סינתטי (SiCl ₄ ). חומרי הצבע הרצויים באוקסיד מוכנים בצורה מדויקת של אבקה.

חומרי תערובת נפוצים כוללים:

• תחמוצת קובלט (Co ₃ או ₄ ): לצינורות כחולים.
• תחמוצת כרום (Cr ₂ או ₃ ): לצינורות ירוקים.
• תחמוצת מנגן (Mn ₂ או ₃ ): לצלחות סגלגלות/אמתיסט.
• תחמוצת טיטניום (TiO ₂ ) ותחמוצת ברזל (Fe ₂ או ₃ ): בשימוש נפוץ בקומבינציה לצלעות ברונזה/עומבר (המספקות גם חסימת UV).
• זהב (Au) או סלניום (Se): לגוונים אדומים/ורדרדים.

• שיזוף והומוגניזציה

כמות הפסטיל המדויקת של צבע מתערבבת באופן אחיד עם חומר הזבל העשוי קוורץ מעוך. שלב זה קריטי כדי להבטיח הפצה אחידה של הצבע. בהליכים מסוימים, במיוחד עבור קוורץ סינתטי, ניתן להכניס את השיזופים בצורה גזית במהלך פירוק אדים כימי.

• היתוך וייצור

התערובת של הקוורץ המשובח מוזרקת לתוך תנור בטמפרטורה גבוהה. קיימות שתי שיטות עיקריות להמסה:

• המסה בקשת חשמלית: משמשת לגבישים טבעיים של קוורץ. התערובת מותכת בכור כربוני בטמפרטורות שמעל 2000 °ג.
• הידבקות פחמן כימית (CVD): משמשת לקוורץ סינתטי. תרכובות גזיות (כמו SiCl ₄ ו-O ₂ ) יחד עם צבעים במצב אדים מוזרמות לתוך ריאקטור בטמפרטורה גבוהה, שם הן מתאחדות ומשתרעות שכבה אחר שכבה על מצמד מסתובב ויוצרות את הצינור.

במהלך או לאחר ההמסה, הקוורץ הצמיגי מעוצב לצינורות באמצעות תהליכים כמו יציקה צנטריפוגלית (סיבוב תבנית ליצירת צינור חלול) או משיכה (משיכת הקוורץ המומס מעל מצמד).

• תהליך אנאלינג

צינורות שנוצרו מונחים להתייבשות איטית בתוך תנור נטיל לפי תוכנית. פעולה זו מורידה מתחים תרמיים פנימיים, מונעת הת cracking ומאפשרת יציבות של מרכזי צבע שנוצרו ע"י הספגים.

• גימור

לאחר הנטלה, הצינורות נחתכים לאורך הרצוי, וקצותיהם עשויים לעבור סידוק להט או גריסה כדי להשיג את טולרנס הממדים והגימור המשטחי הנדרש. לאחר מכן הם נקיים ביתר שאת.

מפתח  תכונות  של  ה  תַהֲלִיך:

• Permanent  צבע:  ה  צבע  is טבעי  ו  לא  לא  התקטן  תחת  גבוה  טמפרטורות  או  UV  תlosure.
• טמפרטורות גבוהות  יציבות:  מוצבע  קוורץ  צינורות  מוכנים  ה  מְעוּלֶה  תרמי  תכונות  של  נקי  קוורץ.
• תלוי ספיגה  תכונות:  כמה  צבעונים  (למשל,  טיטניום/ברזל  עבור  עַמְבֶּר)  במתכוון  הוסף  פונקציונליות  כְּמוֹ  UV  ספיגת אור.

זה  תַהֲלִיך  תוצאותתים  iN  עמיד,  ביצועים גבוהים  מוצבע  קוורץ  צינורות  משומש  תאורה  (למשל,  הלוגן  נורות,  UV  נורות),  מעבדה  ציוד;  סמיiconductor  כלים,  ו  תכשיטים  יישומים.

יתרון

צינורות קוורץ צבעוניים יורשים את היתרונות הבסיסיים של זכוכית סיליקה טהורה, תוך הוספת יכולות מיוחדות באמצעות חומרי צביעה משולבים. היתרונות העיקריים הם:

• העברה/סינון בחרני של אור: זהו היתרון המרכזי. צבעים שונים סופגים ומעבירים אורך גל מסוים של אור.

• לדוגמה: צינורות אמבר/חומים חוסמים קרינה על-סגולית (UV) וקרני כחול באורך גל קצר, תוך שהם מעבירים אור נראה. צינורות סגול עמוק מסוג "Wood's glass" מעבירים קרינה על-סגולית באורך גל ארוך (UV-A) אך חוסמים אור נראה.

• עמידות יציבות משופרות: הצבע אינו שכבת מראה אלא מאוחד בתוך מטריצת הקוורץ. זה גורם לכך שהוא:

• לא מ bạc: עמיד מול התבהלות מהקרנה חזקה של UV, אור נראה או חום.
• עמיד למחטטות: לא ניתן לקלף את הצבע.
• אינרטי כימית: שומר על עמידות כימית גבוהה נגד רוב החומצות והממסים.

• ביצועים תרמיים גבוהים: כמו קוורץ שקופה, גם לצינורות צבעוניים יש:

• עמידות חום קיצונית: עמידות בטמפרטורות של עד 1000-1100 °ג.
• התפשטות תרמית נמוכה: עמידות גבוהה בפני זעזוע תרמי.
• נקיון גבוה: מונע הזיהום בתהליכים רגישים.

• איתות بصري ובטיחות: הצבע מספק זיהוי מיידי של סוג מקור האור, אורך הגל או התהליך, ומשפר את הבטיחות והבהירות التشغילת.

יישומים עיקריים

בהתבסס על היתרונות הפונקציונליים שלהם, צינורות קוורץ צבעוניים מהווים חלק חשוב במספר תחומים:

• תאורה

• נורות הלוגן ואינקנדסנט: נשתמש בצינורות כתומים או אדומים בנורות חימום, מלכודות יתושים ומנורות בטיחות לחדרים כהים.
• נורות UV:

• אור כחול שחור (BLB): צינורות סגול כהה המשמשים בהצגות, בדיקות פלואורסצנציה וגילוי שקר.
• ממיתן גermal: תערובות מיוחדות המאפשרות העברה אופטימלית של קרינת UV-C (254 ננומטר) לdezinfektsiya.

• אתחול ושידור מיוחד ואיתות תאורה דקורטיבית: עבור מסנני צבע בתאורת חימום בטמפרטורות גבוהות.

• ייצור מוליכים למחצה ופאנלים פוטוולטיים

• אדות לדיפוזיה ולאקסידציה: משמשות כצינורות תהליך. הצבע יכול לפעמים להצביע על סוג הצינור או הספגתו.
• ייבוש UV וליתוגרפיית אור: צינורות המעבירים אורכי גל ספציפיים של קרינת UV לייבוש פולימרים או חשיפה של תמיסות רגישות לאור.

• ציוד מעבדה וציוד מדעי

• ספקטרוסקופיה ב-UV-Vis: כתאים לדגימה או כסיננים.
• רקטורים פוטוכימיים: צינורות המאפשרים אורקטינים מסוימים להניע תגובות כימיות.
• מגדירים סביבתיים: כספיגות עם סינון ספקטראלי מוגדר.

• תהליכים תעשייתיים ורפואיים

• ניקוי מים ואוויר: צינורות שמאפשרים מעבר של קרני UV במערכות חיטוי.
• מכשירים רפואיים: בשימוש במנורות פוטותרפיה לטיפול ברעלת חלבון צהובה (אור כחול) או למצבים עוריים (אור UV).
• עיבוד מזון ומשקאות: לטיפול באור UV או במערכות בדיקה.

• דקורטיבי וארכיטקטוני

• תאורה איכותית גבוהה: לאלמנטים צבעוניים קבועים ועמידים לחום.
• התקנות אומנותיות: בשימוש בעמידות ובתכונות האור של החומר.

מפרטים טכניים