सेमीकंडक्टरसाठी उच्च शुद्धतेची रंगीत क्वार्ट्स ट्यूब

रंगीत क्वार्टज ट्यूबची उत्पादन प्रक्रिया

रंगीत क्वार्टज ट्यूब मुख्यत्वे उच्च-शुद्धतेच्या वितळलेल्या सिलिका (SiO ₂ ) पासून बनवल्या जातात आणि उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान विशिष्ट धातू ऑक्साइड डोपंट्सच्या मिश्रणामुळे त्यांना रंग प्राप्त होतो. हा रंग पृष्ठभागावरील लेप नसून सामग्रीभर पसरलेला असतो. खालील प्रमुख प्रक्रिया आहेत:

• मूळ साहित्य तयारी

मूळ सामग्री उच्च-शुद्धतेचे नैसर्गिक क्वार्टज क्रिस्टल किंवा सिंथेटिक सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड (SiCl ₄ ) असते. इच्छित धातू ऑक्साइड रंगद्रव्ये अचूक पावडर स्वरूपात तयार केले जातात.

सामान्य डोपंट्समध्ये समाविष्ट आहे:

• कोबाल्ट ऑक्साइड (Co ₃ ओ ₄ ): निळ्या ट्यूबसाठी.
• क्रोमियम ऑक्साइड (Cr ₂ ओ ₃ : हिरव्या ट्यूबसाठी.
• मॅगनीज ऑक्साइड (Mn ₂ ओ ₃ : बैरंजी/अमेथिस्ट ट्यूबसाठी.
• टायटॅनियम ऑक्साइड (TiO ₂ ) आणि लोह ऑक्साइड (Fe ₂ ओ ₃ ): कांस/एम्बर ट्यूबसाठी (ज्यामध्ये यूव्ही ब्लॉकिंगची सुविधाही असते) संयोजनात वापरले जाते.
• सोने (Au) किंवा सिलेनियम (Se): लाल/गुलाबी छटांसाठी.

• डोपिंग आणि समांगता

रंगद्रव्य पावडरचे अचूक प्रमाण बारीक चुरलेल्या क्वार्ट्स फीडस्टॉकसह समानरीत्या मिसळले जाते. सातत्यपूर्ण रंग वितरण सुनिश्चित करण्यासाठी ही पायरी महत्त्वाची आहे. कृत्रिम क्वार्ट्ससारख्या काही प्रक्रियांमध्ये, डोपंट्स रासायनिक वाफर अवक्षेपणादरम्यान वायुरूपात घालता येतात.

• संलयन आणि आकारमुक्ती

डोप केलेल्या क्वार्ट्स मिश्रणाला उच्च-तापमान भट्टीमध्ये पुरविले जाते. दोन मुख्य वितळण्याच्या पद्धती आहेत:

• इलेक्ट्रिक आर्क वितळवणे: नैसर्गिक क्वार्ट्स क्रिस्टलसाठी वापरले जाते. 2000 च्या वर तापमानांवर कार्बन क्रूसिबलमध्ये मिश्रण वितळवले जाते °C.
• केमिकल व्हॅपर डिपॉझिशन (CVD): सिंथेटिक क्वार्ट्ससाठी वापरले जाते. वायूरूप संयुगे (SiCl सारखे) ₄ आणि O ₂ ) तसेच वाष्पीकृत रंगद्रव्य उच्च-तापमान प्रतिक्रियाशील यंत्रामध्ये ओतले जातात, जिथे ते एकत्रित होऊन फिरत्या मॅंड्रेलवर थर-थरांनी जमा होतात आणि ट्यूब तयार होते.

वितळवण्याच्या वेळी किंवा नंतर, सेंट्रिफ्यूगल कास्टिंग (एक खोल ट्यूब तयार करण्यासाठी साचा फिरवणे) किंवा ड्रॉइंग (मॅंड्रेलवरून वितळलेला क्वार्ट्स ओढणे) सारख्या प्रक्रियांचा वापर करून गाढवलेल्या क्वार्ट्सला ट्यूबचे आकार दिले जातात.

• एनीलिंग

तयार झालेल्या ट्यूब्स मंदगतीने नियंत्रित एनीलिंग भट्टीमध्ये थंड केल्या जातात. यामुळे आंतरिक उष्णतेचा ताण कमी होतो, फुटणे टाळले जाते आणि डोपंट्समुळे तयार झालेल्या रंग केंद्रांचे स्थिरीकरण होते.

• पूर्णता

एनील केल्यानंतर, ट्यूब्स लांबीनुसार कापल्या जातात, आणि शेवटचे भाग आवश्यक मितीय सहनशीलता आणि पृष्ठभाग पूर्णतेसाठी ज्वाला-पॉलिश किंवा जमिनीवर घासले जाऊ शकतात. त्यानंतर त्यांची चांगलीशी स्वच्छता केली जाते.

महत्त्वाचे  विशेषताएँ  या  तो  प्रक्रिया:

• कायम  रंग:  तो  रंग  is अंतर्निहित  आणि  होईल  नाही  फिकट पडणे  खाली  उच्च  तापमान  किंवा  UV  उद्भावन.
• उच्च तापमान  स्थिरता:  रंगीन  क्वार्टझ  ट्यूब्स  राखून ठेवतात  तो  विशिष्ट  तापमान  गुणधर्म  या  शुद्ध  क्वार्ट्स.
• डोपंट-अवलंबित  गुणधर्म:  काही  रंगद्रव्य  (उदा.,  टायटॅनियम/लोह  साठी  एम्बर)  हेतुपूर्वक  जोडा  कार्यक्षमता  जसे  UV  अवशोषण.

हे  प्रक्रिया  परिणाम  मध्ये  टिकाऊ,  उच्च कार्यक्षमता  रंगीन  क्वार्टझ  ट्यूब्स  वापरले  प्रकाशात  (उदा.,  हॅलोजन  दिवे,  UV  दिवे),  प्रयोगशाळा  उपकरणे,  सेमीकंडक्टर  साधने,  आणि  सजावटीचे  अनुप्रयोगांसाठी.

फायदा

रंगीत क्वार्ट्स ट्यूब्स मध्ये सिलिका फक्त असलेल्या मूलभूत फायद्यांचा समावेश आहे, त्याचबरोबर त्यात रंगद्रव्य जोडल्याने विशिष्ट कार्यक्षमता देखील आहे. त्यांचे मुख्य फायदे खालीलप्रमाणे आहेत:

• निवडक प्रकाश पारगमन/फिल्टरीकरण: हा मुख्य फायदा आहे. विविध रंग विशिष्ट तरंगलांबीच्या प्रकाशाचे शोषण करतात आणि पारगमन करतात.

• उदाहरण: एम्बर/तपकिरी ट्यूब्स अल्ट्राव्हायोलेट (UV) आणि लघु-तरंगलांबीच्या निळ्या प्रकाशाला अवरोधित करतात, तर दृश्य प्रकाश पारगमित करतात. गडद जांभळ्या "वुड्स ग्लास" ट्यूब्स लांब तरंगलांबीच्या UV-A प्रकाशाला पारगमित करतात पण दृश्य प्रकाशाला अवरोधित करतात.

• अधिक टिकाऊपणा आणि स्थिरता: रंग हा पृष्ठभागावरील थर नसून क्वार्ट्स मॅट्रिक्समध्ये विलीन झालेला आहे. यामुळे तो:

• न उडणारा: तीव्र यूव्ही, दृश्य प्रकाश किंवा उष्णतेमुळे रंग उडण्यापासून प्रतिरोधक.
• खरखरीत झाल्यापासून सुरक्षित: रंग खरखरून निघू शकत नाही.
• रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय: बहुतेक अम्ल आणि द्रावकांविरुद्ध उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोधकता कायम ठेवते.

• उच्च उष्णता कार्यक्षमता: स्पष्ट क्वार्ट्सप्रमाणेच, रंगीत ट्यूब्स दर्शवितात:

• अत्यंत उष्णता प्रतिरोधकता: 1000-1100 पर्यंत तापमान सहन करणे °C.
• कमी उष्णतेमुळे विस्तार: उत्कृष्ट उष्णता धक्का प्रतिकारशक्ती.
• उच्च शुद्धता: संवेदनशील प्रक्रियांमध्ये दूषण रोखते.

• दृश्य सूचना आणि सुरक्षा: रंग हा प्रकाश स्रोताचा प्रकार, तरंगलांबी किंवा प्रक्रिया ओळखण्यासाठी त्वरित दृश्य सूचना देतो, ज्यामुळे सुरक्षा आणि कार्यात्मक स्पष्टता वाढते.

महत्त्वाच्या अर्जप्रणाली

त्यांच्या कार्यात्मक फायद्यांवर आधारित, रंगीत क्वार्ट्झ ट्यूब्ज अनेक उद्योगांमध्ये महत्त्वाचे आहेत:

• प्रकाशयोजना

• हॅलोजन आणि इन्सिडेसंट दिवे: अंबर किंवा लाल ट्यूब्ज गरम करण्याच्या दिवे, कीटक जाळे आणि डार्करूम सेफलाइट्समध्ये वापरले जातात.
• यूव्ही दिवे:

• ब्लॅकलाइट ब्लू (BLB): मनोरंजन, प्रतिदीप्ती तपासणी आणि बनावटीचे निराकरण यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या खोल जांभळ्या रंगाच्या ट्यूब्ज.
• जंतुनाशक: जंतुनाशनासाठी यूव्ही-सी (254 नॅनोमीटर) चे ऑप्टिमल प्रसारण सुनिश्चित करणारे विशेष फॉर्म्युलेशन.

• विशेष सिग्नलिंग आणि सजावटीचे प्रकाश: उच्च तापमानाच्या फिक्सचरमध्ये रंगीत फिल्टर्ससाठी.

• अर्धवाहक आणि फोटोव्होल्टॅइक उत्पादन

• प्रसरण आणि ऑक्सिडेशन भट्टी: प्रक्रिया नलिका म्हणून वापरल्या जातात. कधीकधी रंग नलिकेचा प्रकार किंवा डोपिंग दर्शवतो.
• यूव्ही क्युअरिंग आणि फोटोलिथोग्राफी: ठराविक यूव्ही तरंगलांबी प्रेषित करणाऱ्या नलिका ज्या पॉलिमरच्या कठोरीकरणासाठी किंवा फोटोरेझिस्टच्या एक्सपोजरसाठी वापरल्या जातात.

• प्रयोगशाळा आणि वैज्ञानिक साधनसंच

• यूव्ही-व्हिस स्पेक्ट्रोस्कोपी: नमुना सेल किंवा फिल्टर म्हणून.
• फोटोकेमिकल रिअॅक्टर: ठराविक ऍक्टिनिक तरंगलांबींना परवानगी देणाऱ्या नलिका ज्या रासायनिक प्रतिक्रियांना चालना देतात.
• पर्यावरण चेंबर: विशिष्ट स्पेक्ट्रल फिल्टरिंगसह दृष्टिक्षेप म्हणून.

• औद्योगिक आणि वैद्यकीय प्रक्रिया

• पाणी आणि वायु शुद्धीकरण: जीवाणूनाशक प्रणालींमध्ये यूव्ही प्रेषित करणाऱ्या नलिका.
• वैद्यकीय उपकरणे: पिवळ्याच्या रोगाच्या उपचारासाठी (निळी दिवा) किंवा त्वचेच्या स्थितीसाठी (यूव्ही दिवा) वापरल्या जाणाऱ्या फोटोथेरपी दिव्यांमध्ये.
• अन्न आणि पेय प्रक्रिया: यूव्ही उपचार किंवा तपासणी प्रणालीसाठी.

• सजावटीचे आणि वास्तुकला

• उच्च-श्रेणीचे प्रकाश उपकरण: स्थायू, उष्णता-प्रतिरोधक रंगीत घटकांसाठी.
• कलात्मक स्थापत्ये: सामग्रीच्या टिकाऊपणा आणि प्रकाशमान गुणधर्मांचा वापर करून.

तंत्रज्ञान प्रमाण