Rura kwarcowa o wysokiej czystości w kolorze do przemysłu półprzewodnikowego

Proces wytwarzania kolorowych rur kwarcowych

Kolorowe rury kwarcowe są wykonane głównie z wysokoczystego krzemu topionego (SiO 2 - 2 ) i uzyskują swój kolor poprzez wprowadzenie określonych domieszek tlenków metali podczas procesu wytwarzania. Kolor nie jest powłoką powierzchniową, lecz jest całkowicie wtopiony w materiał. Oto kluczowe etapy procesu:

• Przygotowanie surowców

Materiałem wyjściowym są wysokoczyste kryształy kwarcu naturalnego lub syntetyczny czterochlorek krzemu (SiCl 4 ). Pożądane barwniki w postaci tlenków są przygotowywane w precyzyjnej formie proszku.

Typowe domieszki to:

• Tlenek kobaltu (Co 3 O 4 ): Dla rur niebieskich.
• Tlenek chromu (Cr 2 - 2 O 3 ): Dla rur zielonych.
• Tlenek manganu (Mn 2 - 2 O 3 ): Do rurek fioletowych/ametystowych.
• Tlenek tytanu (TiO 2 - 2 ) i tlenek żelaza (Fe 2 - 2 O 3 ): Często stosowane w połączeniu do rurek brązowych/bursztynowych (które zapewniają również blokadę promieni UV).
• Złoto (Au) lub selen (Se): Do odcieni czerwonych/różowych.

• Domieszkowanie i homogenizacja

Dokładna ilość proszku barwiącego jest jednorodnie mieszana z rozdrobnionym krzemionkowym surowcem. Ten etap jest kluczowy dla zapewnienia spójnego rozłożenia koloru. W niektórych procesach, szczególnie przy krzemionce syntetycznej, domieszki mogą być wprowadzane w postaci gazowej podczas osadzania pary chemicznej.

• Topienie i formowanie

Domieszkowaną mieszaninę kwarcową podaje się do pieca o wysokiej temperaturze. Istnieją dwie główne metody topnienia:

• Topnienie łukowe: Stosowane dla naturalnych kryształów kwarcu. Mieszanina jest topiona w tyglu węglowym w temperaturach przekraczających 2000 °C.
• Osadzanie z fazy gazowej (CVD): Stosowane dla kwarcu syntetycznego. Związki gazowe (takie jak SiCl 4 i o 2 - 2 ) wraz z odparowanymi barwnikami są wprowadzane do reaktora o wysokiej temperaturze, gdzie łączą się i osadzają warstwa po warstwie na obracającym się mandrylu, tworząc rurę.

W trakcie lub po stopieniu lepki kwarc jest formowany w rury przy użyciu procesów takich jak odlewanie wirowe (obracanie formy w celu wytworzenia rury pustej) lub wyciąganie (ciągnięcie stopionego kwarcu nad mandryl).

• Wyżarzanie

Uformowane rury są powoli schładzane w kontrolowanym piecu wyżarzalniczym. Pozwala to usunąć naprężenia termiczne, zapobiega pękaniu oraz ustabilizować centra barwne powstałe dzięki domieszkom.

• Wykończenie

Po wyżarzeniu rury są cięte na odpowiednią długość, a końce mogą być wypolerowane płomieniowo lub szlifowane, aby osiągnąć wymagane dopuszczalne odchylenia wymiarowe i wykończenie powierzchni. Następnie są dokładnie czyszczone.

Klucz  Charakterystyka  z  the  Proces:

• Trwałe  Kolor:  The  kolor  is wrodzone  i  will  nie, nie  wygasnąć  w  wysoki  temperatury  lub  UV  ekspozycja.
• Warunkach wysokotemperaturowych  Stabilność:  Kolorowe  wyroby z kwaru  rury  utrzymać  the  doskonały  wyniki termiczne  właściwości  z  czysty  kwarc.
• Zależne od domieszki  WŁASNOŚCI:  Niektóre  barwniki  (np.,  tytan/żelazo  do  bursztynowy)  celowo  dodaj  funkcjonalność  jak...  UV  pochłanianie.

To  proces  wyniki  w  trwały,  wysokowydajne  kolorowe  wyroby z kwaru  rury  używany  oświetlenie  (np.,  halogen  lampy,  UV  lampy),  laboratorium  urządzeń,  półprzewodnik  narzędzia,  i  dekoracyjne  aplikacji.

Zalety

Koloryzowane rury kwarcowe dziedziczą podstawowe korzyści czystego krzemionkowego szkła topionego, dodając jednocześnie specjalistyczne funkcje dzięki wbudowanym barwnikom. Ich główne zalety to:

• Selektywne przepuszczanie/filtracja światła: To jest główna zaleta. Różne kolory pochłaniają i przepuszczają konkretne długości fal światła.

• Przykład: Rury bursztynowe/brązowe blokują ultrafiolet (UV) oraz światło niebieskie o krótkiej fali, przepuszczając przy tym światło widzialne. Ciemne wiotłe rury typu "szkło Wood'a" przepuszczają długofalowe UV-A, ale blokują światło widzialne.

• Zwiększona trwałość i stabilność: Kolor nie jest powłoką powierzchniową, lecz jest stapiany z matrycą kwarcową. Dlatego jest:

• Odporny na wypalanie: Nie ulega blaknięciu pod wpływem intensywnego promieniowania UV, światła widzialnego czy ciepła.
• Odporny na zadrapania: Kolor nie może zostać zarysowany.
• Chemicznie obojętny: Zachowuje doskonałą odporność chemiczną na większość kwasów i rozpuszczalników.

• Wysoka wydajność termiczna: Podobnie jak przezroczysta kwarca, pokolorowane rury wykazują:

• Ekstremalna odporność na wysoką temperaturę: Wytrzymują temperatury do 1000–1100 °C.
• Niska rozszerzalność cieplna: Doskonała odporność na szoki termiczne.
• Wysoka czystość: Zapobiega zanieczyszczeniu w czułych procesach.

• Wskazanie wizualne i bezpieczeństwo: Kolor zapewnia natychmiastową identyfikację typu źródła światła, długości fali lub procesu, co zwiększa bezpieczeństwo i przejrzystość działania.

Główne zastosowania

Ze względu na swoje funkcjonalne zalety, pokolorowane rury kwarcowe są kluczowe w wielu branżach:

• Oświetlenie

• Lampy halogenowe i żarowe: Rury w odcieniach bursztynu lub czerwone stosowane są w lampach grzewczych, pułapkach na owady oraz bezpiecznych lampach do ciemni.
• Lampy UV:

• Czarny światło niebieskie (BLB): Intensywnie fioletowe rury używane w rozrywce, inspekcji fluorescencyjnej oraz wykrywaniu fałszywek.
• Germicydne: Specjalne formuły umożliwiające optymalną transmisję promieniowania UV-C (254 nm) do dezynfekcji.

• Oświetlenie sygnalizacyjne i dekoracyjne specjalistyczne: Do filtrów barwnych w oprawach o wysokiej temperaturze.

• Produkcja półprzewodników i fotowoltaiki

• Piece dyfuzyjne i utleniające: Stosowane jako rury procesowe. Kolor może czasem wskazywać typ rury lub domieszkowanie.
• Utrwalanie UV i litografia fotoutwardzalna: Rury przepuszczające określone długości fali UV do utrwalania polimerów lub naświetlania warstw światłoczułych.

• Sprzęt laboratoryjny i naukowy

• Spektroskopia UV-Vis: Jako kuwety prób lub filtry.
• Reaktory fotochemiczne: Rury pozwalające na przenikanie określonych długości fali czynnych chemicznie, aby napędzać reakcje chemiczne.
• Komory środowiskowe: Jako okienka obserwacyjne z określonym filtrowaniem spektralnym.

• Procesy przemysłowe i medyczne

• Oczyszczanie wody i powietrza: Rury przepuszczające promieniowanie UV w systemach dezynfekcji.
• Urządzenia medyczne: Stosowane w lampach fototerapii do leczenia żółtaczki (światło niebieskie) lub schorzeń skóry (światło UV).
• Przetwórstwo żywności i napojów: Do obróbki UV lub systemów inspekcyjnych.

• Dekoracyjne i architektoniczne

• Oświetlenie wysokiej klasy: Dla trwałych, odpornych na ciepło elementów kolorowych.
• Instalacje artystyczne: W wykorzystaniu trwałości i właściwości luminescencyjnych materiału.

Specyfikacje techniczne