צלחת פטרי קווורץ שקافة מותאמת לש مقاومة לחום

תהליך הייצור והזרימה של צלחת פטרי מקוורץ שקופה

שיטה זו כוללת עיצוב מחדש שני של צינור קוורץ מוקדם לצורת קרucיבל באמצעות לחץ גז ותבנית.

שלב 1: שלב ההכנה

1. הכנת חומרים גולמיים
· חומר: צינור קוורץ שקוף, טהור במיוחד וחופף מפגמים. הצינור מיוצר בדרך כלל בתהליך התכה חשמלי או להט, ואיכותו קובעת את ביצועי הקרucיבל הסופי.
· הכנת תבנית: נעשה שימוש בתבנית מדויקת במיוחד, עמידה בחום, מגרפיט או סגסוגת עמידה. חלל התבנית מגדיר את הצורה החיצונית של הקרucיבל (למשל, כדורית, גלילית, צורות מותאמות).


2. עיבוד מוקדם של צינור הקוורץ
· חיתוך: צינור הקוורץ נחתך לאורך הדרוש.
· ניקיון: הצינור עובר ניקיון של טהרה גבוהה (למשל, בעזרת מים על-טהורים, חמצון חומצי, או ניקיון אולטרסוני) כדי להסיר את כל המזון מהדפנות הפנימיות והחיצוניות.
· איטום קצה אחד: מחממים את אחד מקצות הצינור באמצעות לפיד מימן-חמצן עד שהוא מתמוסס וסותם את עצמו, ויוצר כיפה חלקה בצורת חצי כדור שתשמש כתחתית הצלחת.

שלב 2: תהליך עיצוב בחום – התהליך המרכזי

זהו השלב הקריטי ביותר, המבוצע על מדף עשיית זכוכית מיוחד או על מכונת עיצוב אוטומטית.

1. חימום וריכוך
· הצינור הקוורציטי שהוכן מראש (עם הקצה הסגור ראשון) מותקן על המדף וממוקם בתוך תבנית שחוממה מראש.
· האזור היעדי (גוף העתיד של הצלחת) מסתובב וחומם באופן אחיד באמצעות להט מימן-חמצן או לפיד פלזמה. הסיבוב חשוב במיוחד לצורך חימום אחיד.
· החומר מחומם לנקודת הריכוך שלו (בערך 1650–1800°C), בה הוא הופך גמיש אך אינו נמס לחלוטין.

2. הזרקת גז וליצוף
· בעוד הקוורץ רך, מוזרק גז אינרטי טהור (למשל חנקן, ארגון) לתוך הצינור דרך הקצה הפתוח, כאשר הלחץ שלו מבוקר במדויק.
· הלחץ הפנימי של הגז דוחף את דופן הקוורץ הרכה להתרחב בצורה אחידה החוצה עד שהיא מתאימה לחלוטין לצורתו הפנימית של תבנית.
· התבנית קובעת את הגיאומטריה החיצונית הסופית, בעוד שלחץ הגז מבטיח דיוק ממדי וסיום משטח חלק.

3. השתקה וקירור
· לאחר הייצור, מבוצעת השתקה מיידית לצלחת פטרי מקוורץ בעודה עדיין בתבנית או בסמוך אליה. נעשה שימוש בלהט רחב ורך כדי להפחית את המתחים התרמיים שנגרמו כתוצאה מחימום וקירור מהירים.
· לאחר מכן, הצלחת המופעמת מקוורץ מ nguشت בתנאים מבוקרים עד לטמפרטורת החדר, לפני שהוצאה מן התבנית.

שלב 3: עיבוד לאחרי ייצור וסיום

1. חיתוך ופתיחת הקצה
· קצה הפתוח של צלחת הפטרי מקוורץ נחתך לגובה ול직ות המדויקים באמצעות סכין יהלום או גזירה בלייזר.
· הצלע החדה נסרקת לאחר מכן באש או מעובדת מכנית לסיום חלק ומעוגל, כדי למנוע שבירת קצוות וריכוז מתח.

2. ניקוי ואיתור באיכות גבוהה
· ניקוי: צלחת פטרי מסוג קוורץ עוברת תהליך ניקוי רב-שלבי ובעל נקיון גבוה (ניקוי חומצי, ניקוי אולטרסוני, שטיפה במים על-טהורים) להסרת כל זיהומים מהעיבוד.
· בדיקה:
· בדיקת ממדים: אימות הקוטר, הגובה ועובי הקיר.
· בדיקה ויזואלית: בדיקה למציאת בועות, שריטות, שקעים או כל סטיות אחרות על פני השטח הפנימי והחיצוני, בתאורה מבוקרת.

שלב 4: טיפול מיוחד לדרגות גבוהות - סיקור פנים באש

עבור קרuciibles מתקדמות המשמשות ביישומי מוליכים למחצה או ייחוסיים לפוטוולטייקה, מבוצעת שלב נוסף חשוב:
· סיקור פנים באש
· מטרה: יצירת שכבת קוורץ דחוסה, חלקה, שקופה ומראה-like על פני השטח הפנימי של צלחת הפטרי.
· שיטה: צלחת פטרי קוורצית מסתובבת בעוד להט מימן-חמצן או גז עילוי מוכנס ונסרק לאורך כל פני הפנים הפנימיים.
· תופעות:
· חותם על מיקרו-פירים: צלחת פטרי מקוורץ שקוף מוסיפה סדקים זעירים וחורים קטנים.
· מפחית את החספוס: צלחת פטרי מקוורץ שקוף יוצרת משטח חלק אטומית, ומונעת הדבקות של חומרים ומאפשרת ניקיון קל.
· מגביר את ההתנגדות לד Vetirification: משפר באופן משמעותי את עמידות צלחת הפטרי הקוורצית השקופהagainst התגבשות בטמפרטורות גבוהות, ובכך מאריך את מחזור החיים של הכלי.

תרשים תהליך כללי של צלחת פטרי מקוורץ שקוף:
צינור קוורץ בעל ניקיון גבוה → חיתוך → ניקיון → איטום קצה אחד → הרכבה בתבנית → חימום סיבובי והריכוך → עיצוב באמצעות לחץ גז → השתקנות → הוצאה מתבנית → חיתוך/פתיחת הקצה → סANDING שוליים → (החלקת משטח פנימי באש) → ניקיון בעוצמה גבוהה → בדיקה סופית → אריזה נקיה

יתרונות של צלחת פטרי מקוורץ שקוף:
· ניקיון גבוה: צלחת פטרי מקוורץ שקופה מיוצרת מצינורית קוורץ בעלת ניקיון גבוה, ממזערת זיהום.
· דיוק גבוה: ייצור צלחת פטרי מקוורץ שקופה באמצעות תבנית מבטיח עקביות ממדים מעולה.
· גמישות בצורת הייצור: מסוגל לייצר צורות מורכבות וממותגות.
· איכות משטח גבוהה: סידוק באש של צלחת הפטרי המקוורץ השקופה מגיעה לסיום פנים יוצא דופן.

יישומים עיקריים:
· תעשיית הסמי-מוליכים: לעיבוד דיפוזיה בטמפרטורה גבוהה, חימצון ועקרבת.
· מעבדה וR&D: לסינתזת חומרים, גידול גבישים ותגובות כימיות בטמפרטורה גבוהה.
· R&D בפוטוולטהיקה: לגידול סיליקון ועיבוד ניסיוני.
· אופטואלקטרוניקה: לסינתר פוספורים, גבישי לייזר וחומרים מיוחדים אחרים.

  
פרמטרים טכניים