Odporna na ciepło przezroczysta szklanka kwarcowa Petriego na zamówienie

Proces produkcyjny i przebieg pracy dla przezroczystej szalki Petriego z kwarcu

Ta metoda polega na wtórnym formowaniu termicznym wstępnie wyprodukowanego rura kwarcowego na kształt tygla przy użyciu ciśnienia gazowego i formy.

Etap 1: Faza przygotowania

1. Przygotowanie surowca
· Materiał: przezroczysta rura kwarcowa o wysokiej czystości i bez wad. Rura ta jest zazwyczaj wytwarzana metodą spalania elektrycznego lub płomieniowego, a jej jakość decyduje o końcowych właściwościach tygla.
· Przygotowanie formy: Używana jest wysokodokładna, odporna na ciepło forma z grafitu lub stopu ogniotrwałego. Kształt wnęki formy określa zewnętrzny kształt tygla (np. kulisty, cylindryczny, niestandardowy).


2. Wstępną obróbkę rury kwarcowej
· Cięcie: Rura kwarcowa jest cięta na wymagane długości.
· Czyszczenie: Rura poddawana jest czyszczeniu o wysokiej czystości (np. za pomocą wody ultraczystej, trawienia kwasowego, czyszczenia ultradźwiękowego), aby usunąć wszystkie zanieczyszczenia ze ścianek wewnętrznych i zewnętrznych.
· Zamykanie jednego końca: Jeden koniec rury jest ogrzewany przy użyciu palnika tlenowo-wodorowego, aż się stopi i zamknie, tworząc gładką półsferyczną kopułę, która staje się dnem tygla.

Etap 2: Faza termoformowania – proces podstawowy

Jest to najważniejszy etap, wykonywany na specjalistycznym tokarce do szkła lub automatycznej maszynie formującej.

1. Ogrzewanie i miękczenie
· Wstępnie przetworzoną rurę kwarcową (najpierw z zamkniętym końcem) mocuje się na tokarce i umieszcza wewnątrz wstępnie nagrzanego formierza.
· Obszar docelowy (przyszła część korpusu tygla) jest obracany i równomiernie ogrzewany przy użyciu płomienia tlenowo-wodorowego lub palnika plazmowego. Obrót jest kluczowy dla jednolitego nagrzania.
· Kwarc jest ogrzewany do temperatury mięknienia (około 1650–1800°C), w której staje się plastyczny, ale nie całkowicie stopiony.

2. Napowietrzanie i formowanie
· Gdy kwarc jest miękki, gaz obojętny o wysokiej czystości (np. azot, argon) jest wprowadzany do rury przez otwarty koniec przy precyzyjnie kontrolowanym ciśnieniu.
· Wewnętrzne ciśnienie gazu powoduje jednostajne rozszerzanie się miękkiej ścianki kwarcowej na zewnątrz, aż całkowicie dostosuje się do kształtu wewnętrznej powierzchni formy.
· Forma określa końcową geometrię zewnętrzną, podczas gdy ciśnienie gazu zapewnia dokładność wymiarów oraz gładką powierzchnię.

3. Wyżarzanie i chłodzenie
· Po uformowaniu płytkę Petriego z kwarcu poddaje się natychmiastowemu wyżarzaniu, gdy nadal znajduje się w formie lub w jej pobliżu. Szerokie, miękkie płomienie służą do usuwania naprężeń termicznych spowodowanych szybkim nagrzewaniem i chłodzeniem.
· Uformowaną kwarcową płytkę Petriego następnie ostrożnie schładza się w kontrolowanych warunkach do temperatury pokojowej przed wyjęciem z formy.

Etap 3: Przetwarzanie końcowe i wykończenie

1. Cięcie i otwieranie
· Otwarty koniec uformowanej kwarcowej płytki Petriego przycina się dokładnie do określonej wysokości i prostokątności za pomocą piły z tarczą diamentową lub przecinarki laserowej.
· Ostry, przycięty brzeg jest następnie wygładzany płomieniowo lub szlifowany mechanicznie do gładkiego, zaokrąglonego wykończenia w celu zapobiegania łamaniu i koncentracji naprężeń.

2. Czyszczenie o wysokiej intensywności i kontrola
· Czyszczenie: Szklana płyta Petriego poddawana jest wieloetapowemu procesowi czyszczenia o wysokiej czystości (czyszczenie kwasem, czyszczenie ultradźwiękowe, płukanie wodą ultra-czystą) w celu usunięcia wszystkich zanieczyszczeń powstałych podczas obróbki.
· Kontrola:
· Sprawdzanie wymiarów: Weryfikacja średnicy, wysokości oraz grubości ścianek.
· Kontrola wzrokowa: Badanie obecności pęcherzyków, zadrapań, wgłębień lub innych nieprawidłowości na powierzchniach wewnętrznych i zewnętrznych w kontrolowanym oświetleniu.

Etap 4: Specjalna obróbka wysokiej klasy – wygładzanie płomieniowe powierzchni wewnętrznej

W przypadku tygli wysokiej klasy stosowanych w aplikacjach półprzewodnikowych lub premium fotowoltaicznych wykonywany jest dodatkowy, kluczowy etap:
· Wygładzanie płomieniowe powierzchni wewnętrznej
· Cel: Utworzenie idealnie gęstej, gładkiej, lustrzanej przezroczystej warstwy na wewnętrznej powierzchni szklanej płytki Petriego.
· Metoda: Przedmiot szklany z kwarcu wiruje, podczas gdy płomień wodorowo-tlenowy lub palnik plazmowy jest wprowadzany i przesuwany po całej powierzchni wewnętrznej.
· Efekty:
· Uszczelnienie mikroporów: Przedmiot szklany z przezroczystego kwarcu eliminuje mikropęknięcia i drobne porowatości.
· Redukcja chropowatości: Przedmiot szklany z przezroczystego kwarcu tworzy powierzchnię atomowo gładką, zapobiegającą przyczepianiu się materiału i ułatwiającą czyszczenie.
· Poprawa odporności na dewitryfikację: Znacząco zwiększa odporność przedmiotu szklanego z przezroczystego kwarcu na krystalizację w wysokich temperaturach, wydłużając tym samym czas użytkowania tygla.

Schematyczny diagram procesu dla przedmiotu szklanego z przezroczystego kwarcu:
Rura z wysokoczystego kwarcu → Cięcie → Czyszczenie → Zamknięcie jednego końca → Mocowanie w formie → Obrót i nagrzewanie z miękczeniem → Formowanie ciśnieniem gazowym → Wyżarzanie → Demontaż z formy → Cięcie/otwieranie → Polerowanie krawędzi → (Polerowanie ogniem powierzchni wewnętrznej) → Intensywne czyszczenie → Kontrola końcowa → Pakowanie w warunkach czystych

Zalety przedmiotu szklanego z przezroczystego kwarcu:
· Wysoka czystość: Przejrzysta szalka Petriego z kwarcu wykonana jest z rurki kwarcowej o wysokiej czystości, minimalizując zanieczyszczenia.
· Wysoka precyzja: Formowanie przez prasowanie szalkek Petriego z przejrzystego kwarcu zapewnia doskonałą spójność wymiarów.
· Elastyczność kształtu: Możliwość wytwarzania skomplikowanych i niestandardowych geometrii.
· Wyjątkowa jakość powierzchni: Polerowanie płomieniowe przejrzystej szalki Petriego z kwarcu zapewnia doskonałą wykończenie powierzchni wewnętrznej.

Zastosowania podstawowe:
· Przemysł półprzewodnikowy: Do procesów dyfuzji, utleniania w wysokiej temperaturze oraz epitaksji.
· Laboratoria i badania naukowe: Do syntezy materiałów, wzrostu kryształów oraz reakcji chemicznych w wysokiej temperaturze.
· Badania fotowoltaiczne: Do eksperymentalnego wzrostu i przetwarzania krzemu.
· Optoelektronika: Do spiekania fosforów, kryształów laserowych oraz innych materiałów specjalistycznych.

  
Parametry techniczne