Aukštos grynosios spalvotos kvarco vamzdelis puslaidininkių gamybai

Spalvotų kvartcinių vamzdelių gamybos procesas

Spalvoti kvartciniai vamzdeliai pagaminami iš didelės grynybės lydinto silicio (SiO 2 - 2 ) ir įgyja spalvą, kai gamybos metu medžiagai pridedami specifiniai metalų oksidų legiravimo elementai. Spalva nėra paviršinė danga, ji yra integruota visame medžiagos tūryje. Pagrindiniai procesai yra šie:

• Žaliosios medžiagos paruošimas

Pagrindinė medžiaga – aukštos grynybės natūralūs kvartco kristalai arba sintetinis keturchloridas silicis (SiCl ₄ ). Norimi metalų oksidų dažikliai paruošiami tiksliai nustatytoje miltelių formoje.

Dažniausiai naudojami legiravimo elementai apima:

• Kobalto oksidas (Co ₃ O ₄ ): Mėlyniems vamzdeliams.
• Chromas oksidas (Cr 2 - 2 O ₃ ): Žaliems vamzdeliams.
• Manganas oksidas (Mn 2 - 2 O ₃ ): Purpuriniams/ametistiniams vamzdeliams.
• Titano oksidas (TiO 2 - 2 ) ir geležies oksidas (Fe 2 - 2 O ₃ ): Dažnai naudojamas kartu bronziniams/rudos spalvos vamzdeliams (kurie taip pat apsaugo nuo UV spindulių).
• Auksas (Au) arba selenas (Se): Raudonoms/rožinėms spalvoms.

• Legavimas ir homogenizavimas

Tiksliai nustatyta dažiklio miltelių kiekis tolygiai sumaišomas su sutrupintu kvartzo žaliava. Šis etapas yra labai svarbus užtikrinant vienodą spalvos pasiskirstymą. Kai kuriose technologijose, ypač dirbtiniam kvartzui, legiruojančiosios medžiagos gali būti įvedamos dujinėje formoje cheminės garų nusodinimo metu.

• Lydymas ir formavimas

Legiruotas kvartzo mišinys paduodamas į aukštos temperatūros krosnį. Yra du pagrindiniai lydymo būdai:

• Elektrinės lankinės lydymo krosnies metodas: naudojamas natūraliems kvarco kristalams. Mišinys lydomas anglies tiegyje, kur temperatūra viršija 2000 °C.
• Cheminis garų nusodinimas (CVD): naudojamas sintetiniam kvarcui. Dujiniai junginiai (pvz., SiCl ₄ ir O 2 - 2 ) kartu su garuojančiais dažikliais paduodami į aukštos temperatūros reaktorių, kuriame jie susijungia ir sluoksnis po sluoksnio nusėda ant besisukančio mandrelės, formuodami vamzdį.

Lydymo metu arba po jo, klampus kvarcą formuoja į vamzdžius naudojant tokias technologijas kaip centrifūginis liejimas (formos sukimasis, kad susidarytų tuščiaviduris vamzdis) arba temptymas (lydymo kvarco traukimas per mandrelę).

• Atpalaidavimas

Suformuoti vamzdžiai palaipsniui aušinami valdomoje atlinkimo krosnyje. Tai sumažina vidinį terminį įtempį, neleidžia įtrūkti ir stabilizuoja spalvos centrus, kuriuos sukuria legiravimo elementai.

• Apdaila

Po atlinkimo, vamzdžiai supjaustomi į reikiamą ilgį, o galai gali būti apdoroti liepsna arba šlifavimu, kad pasiekti reikiamą matmenų tikslumą bei paviršiaus apdorojimą. Tada jie išsamiai išvalomi.

Raktas  Savybės  iš  the  Procesas:

• Nuolatinis  Spalva:  The  spalva  is būdinga  ir  bus  ne  bluksta  po  aukštas  temperatūras  arba  UV  patekimumas.
• Aukštose temperatūrose  Stabilumas:  Spalvotas  kvarcas  tubai  palaikyti  the  puikus  šiluminis  savybės  iš  švarus  kvarcas.
• Legiravimo priklausomas  Savybės:  Kai kurie  spalvotojai  pvz.,  titanio/geležis  dėl  gintaro)  tyčia  pridėti  funkcionalumas  pavyzdžiui  UV  sugertis.

Tai  procesas  rezultatai  į  patvari,  didžiulio našumas  spalvotas  kvarcas  tubai  naudotas  apšvietimas  pvz.,  halogenas  lempos,  UV  lempos),  laboratorijoje  įrangą,  semiconductor  įrankiai,  ir  dekoratyviniai gaminiai  programoms.

Privalumas

Spalvoti kvarco vamzdžiai perima grynosios lydytos silicos pagrindines naudą, kartu suteikiant specialią funkcionalumą dėka integruotų spalvotų medžiagų. Jų pagrindiniai pranašumai apima:

• Pasirinktinė šviesos perdavimo/filtravimo galimybė: tai yra pagrindinis pranašumas. Skirtingos spalvos sugeria ir praleidžia tam tikras šviesos bangos ilgių spektro dalis.

• Pavyzdys: Gintariniai/rudi vamzdžiai blokuoja ultravioletinę (UV) ir trumpabangę mėlyną šviesą, tuo pačiu leisdami matomą šviesą. Tamsiai violetiniai „Wood's stiklo“ vamzdžiai praleidžia ilgabangę UV-A šviesą, bet blokuoja matomą šviesą.

• Padidinta ilgaamžiškumas ir stabilumas: Spalva nėra paviršinė danga, ji įmarginta į kvarco matricą. Dėl to ji yra:

• Neblunkanti: Atspari blukimui nuo stipraus UV, matomos šviesos ar karščio.
• Atspari brūkšnijimui: Spalvos negalima nubrėžti.
• Chemiškai inertinė: Išlaiko puikų atsparumą prieš rūgštis ir tirpiklius.

• Aukštas termiškumas: Kaip ir skaidriam kvarcui, spalvoti vamzdžiai pasižymi:

• Ekstremalus karščio atsparumas: Atlaiko temperatūras iki 1000–1100 °C.
• Žemas termiškas plėtimasis: Puikus atsparumas terminiams smūgiams.
• Didelė grynuma: Neleidžia užteršimo jautriuose procesuose.

• Vizualinė indikacija ir saugumas: Spalva užtikrina tuoj patinę vizualinę šviesos šaltinio tipo, bangos ilgio ar proceso identifikaciją, padidindama saugumą ir operacinį aiškumą.

Pagrindiniai taikymai

Remiantis jų funkcinių pranašumų, spalvoti kvarco vamzdžiai yra būtini keletose pramonės šakų:

• ŠVILPĖJIMAS

• Halogeninės ir kaitinimo lempos: geltonai rudos arba raudonos vamzdelių lempos naudojamos šildymo lempose, vabzdžių gaudyklose ir tamsiai kambario saugos šviesose.
• UV lempos:

• Juodoji mėlyna (BLB): gilios violetinės lempos, naudojamos pramogose, fluorescencijos tikrinimui ir klastojimų aptikimui.
• Germicidinės: specialūs mišiniai, leidžiantys optimaliai perduoti UV-C (254 nm) bangos ilgį dezinfekcijai.

• Specialios signalizacijos ir dekoratyvinė apšvieta: spalvoti filtrai aukštos temperatūros įrenginiuose.

• Puslaidininkių ir fotovoltinių sistemų gamyba

• Difuzijos ir oksidacijos krosnys: naudojamos kaip technologiniai vamzdeliai. Spalva kartais gali rodyti vamzdelio tipą ar legiravimą.
• UV kietinimas ir fotolitografija: vamzdeliai, perduodantys specifinius UV bangos ilgius polimerų kietinimui arba nuotraukų sluoksnių eksponavimui.

• Laboratoriniai ir moksliniai prietaisai

• UV-Vidinė spektroskopija: kaip mėginių indeliai ar filtrai.
• Fotocheminiai reaktoriai: vamzdeliai, leidžiantys specifiniams aktininiams bangos ilgiams skatinti chemines reakcijas.
• Aplinkos kameros: kaip žiūronai su specifine spektrine filtracija.

• Pramoniniai ir medicininiai procesai

• Vandens ir oro valymas: UV sklidiniais vamzdeliais dezinfekavimo sistemose.
• Medicinos prietaisai: naudojami šviesos terapijos lempose geltonizei gydyti (mėlyna šviesa) arba odos būklėms (UV šviesa).
• Maisto ir gėrimų apdorojimas: UV apdorojimui arba apžiūros sistemoms.

• Dekoratyvinis ir architektūrinis

• Aukštos kokybės apšvietimo įrenginiai: nuolatinėms, karščiui atsparioms spalvotoms detalėms.
• Meninės instalacijos: pasitelkiant medžiagos ilgaamžiškumą ir švytėjimo savybes.

Techninės specifikacijos