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ガラス製実験器具

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耐熱性カスタムフラットボトム石英ガラスるつぼ

透明石英パイプ溶融シリカガラス石英るつぼ

紹介

シリカ石英ガラスるつぼ:

透明石英るつぼ(TQC)は、溶融シリカガラス(SiO₂)から製造された高純度容器であり、可視光に対する優れた光透過率(≥93%)を特徴としています。  純度≥99.99%)、主に不純物含量および性能指標に基づき、業界標準で定義される3つのグレード(QSG1、QSG2、QSG3)に分類されます。

  • 石英るつぼは、太陽電池(PV)および半導体分野で広く使用されています。
  • 高温下において、太陽電池および半導体向けの顧客による長時間連続引上げプロセスをサポートできます。

石英るつぼは、他の材料にはない統合的な性能を備えています。耐熱衝撃性に優れ、変形温度および軟化温度が非常に高く、熱伝導率および誘電損失が極めて低く、また広範囲の紫外線(UV)スペクトルにおいて優れた光学的透過性を有しています。

アーク溶融石英るつぼは、半導体産業で広く使用されています。

天然石英を溶融・微粉砕した後、製造されます。

高純度・耐熱性・耐食性に優れており、熱膨張係数も低いです。

気泡を含まず、不純物濃度はppmレベルで厳密に制御されており、耐高温性、化学的安定性、絶縁性および透過性などの優れた性能を発揮します。

 

主な特徴と利点

  • 超高純度:金属不純物(Na、K、Feなど)の総含有量は10 ppm以下に制御されており、高温プロセス中に溶融材料への汚染を防止します。
  • 極端な耐熱性:軟化点は1730°Cに達し、長期間1100°Cまでの温度で使用可能であり、短期間のピーク使用では1450°Cまで変形せずに使用できます。
  • 優れた化学的安定性:フッ化水素酸および高温のリン酸を除き、ほとんどの酸、アルカリ、溶融金属と反応しません。耐酸性はセラミックスの30倍、ステンレス鋼の150倍です。
  • 優れた耐熱衝撃性:熱膨張係数が極めて低く(5.5×10⁻⁷/K)ため、1100°Cから室温への急激な温度変化にもひび割れることなく耐えられます。
  • 優れた絶縁性および光透過性:高温下での体積抵抗率は10¹⁶ Ω・cmを超え、紫外線の80%および可視光の93%を透過します。光学用途および高温センシング用途に適しています。
  • 優れた絶縁性:石英ガラスの抵抗値は、通常のガラスの約10,000倍であり、非常に優れた電気絶縁材料であり、常温においても優れた絶縁性能を発揮します。
  • 優れた光透過性:紫外線から赤外線にわたる全スペクトル領域で良好な光透過性を示し、可視光域での透過率は93%以上、紫外線域では80%以上です。

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主な応用分野:透明シリカ/石英ガラス製円筒形るつぼの主な用途:

炉内溶融、実験室における焼結/溶融、電気ヒーター、マッフル炉加熱、半導体、光学、  通信、軍事、化学、機械、  電気、環境保護などの分野。

 

  • 半導体産業

Czochralski法による単結晶シリコン引抜き工程のコア容器として機能し、世界中の年間需要は1,000万個を超える。超高純度により、シリコン結晶成長時の不純物混入を防止し、集積回路(IC)の歩留まりに直接影響を与える。

太陽電池用多結晶シリコンインゴットの鋳造に使用され、1坩堝あたりの寿命は50~80時間で、高効率ソーラーウェハーの生産を支える。

 

  • 実験室・化学分析

耐食性および非汚染性を有することから、試料分解、溶融分析、レアアース元素の精製など、高温化学実験に広く応用される。標準規格は10 mL、25 mL、50 mL、100 mLである。

 

  • 光学・電子産業

高純度光学ガラスおよびレーザー結晶の溶融工程で使用され、優れた光透過性および耐熱性により、最終製品の光学的均一性を確保する。

電子部品製造における薄膜堆積装置の高温容器として機能し、真空環境下で安定した性能を維持します。

 

  • 冶金・材料合成

高純度金属(例:チタン、ジルコニウム)の溶融および先端セラミック材料の調製に使用され、高温プロセス中の金属の酸化および汚染を防止します。

 

製造工程

原料選定:製品の純度を確保するため、Fe₂O₃含有量が0.001%未満の高純度天然石英鉱石または合成シリカ粉末を使用します。

溶融・成形:

  • 電気溶融法:原料を黒鉛型に充填し、真空または保護雰囲気中でアーク放電により1800–2000°Cで溶融し、重力および表面張力によってるつぼ形状を形成します。
  • フレーム溶融法:水素・酸素炎で石英粉末を溶融し、回転型を用いて所望の形状に成形する方法で、小型るつぼの製造に適しています。
  • 後処理:冷却、トリミング、内壁研磨、洗浄を含み、表面粗さRa <0.2 μmを達成し、寸法精度を±0.5 mm以内に保ちます。

品質検査:気泡欠陥(直径<0.5 mm、個数<5個/cm²)、不純物含有量、耐熱衝撃性について厳格な検査を行い、産業用途の規格を満たします。

技術仕様

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