Odporna na ciepło niestandardowa kwarcowa tygiel z płaskim dnem ze szkła kwarcowego

Tygiel z kwarcowego szkła krzemionkowego:

Przezroczysty tygiel kwarcowy (TQC) to pojemnik o wysokiej czystości wykonany ze stopionego szkła krzemionkowego (SiO₂)  z zawartością ≥99,99%, charakteryzujący się doskonałą przepuszczalnością światła (≥93% dla światła widzialnego). Klasyfikuje się go głównie na trzy klasy (QSG1, QSG2, QSG3) w zależności od zawartości zanieczyszczeń oraz wskaźników wydajności, zgodnie ze standardem branżowym.

• Tygiel kwarcowy jest szeroko stosowany w dziedzinie fotowoltaiki i półprzewodników.
• Może służyć do ciągłego, długotrwałego procesu ciągnienia w warunkach wysokiej temperatury zarówno w aplikacjach fotowoltaicznych, jak i półprzewodnikowych.

Tigel kwarcowy charakteryzuje się zintegrowanymi właściwościami, którymi nie dysponują inne materiały. Wyróżnia się doskonałą odpornością na wibracje termiczne, bardzo wysoką temperaturą odkształcenia i mięknięcia, bardzo niską przewodnością ciepła oraz niskimi stratami dielektrycznymi; ponadto cechuje się doskonałą przepuszczalnością w bardzo szerokim zakresie widma UV.

Tigle kwarcowe łukowe są powszechnie stosowane w przemyśle półprzewodnikowym.

Wytwarzane są z naturalnego kwarcu po procesie topienia i drobnej mielenia.

Charakteryzują się wysoką czystością, odpornością na wysokie temperatury oraz odpornością na korozję, a także niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej.

Nie zawierają pęcherzyków powietrza i są kontrolowane pod kątem czystości na poziomie PPM; cechują się doskonałymi właściwościami, takimi jak odporność na wysokie temperatury, stabilność chemiczna, doskonała izolacja elektryczna oraz wysoka przepuszczalność.

Główne cechy i zalety

• Ultra-wysoka czystość: całkowita zawartość zanieczyszczeń metalicznych (Na, K, Fe itp.) jest kontrolowana na poziomie poniżej 10 ppm, zapewniając brak zanieczyszczenia stopionych materiałów w trakcie procesów prowadzonych w wysokiej temperaturze.
• Ekstremalna odporność na wysokie temperatury: Temperatura mięknięcia wynosi 1730 °C, co umożliwia długotrwałe użytkowanie w temperaturach do 1100 °C oraz krótkotrwałe użytkowanie w temperaturach szczytowych do 1450 °C bez odkształcenia.
• Wydjątkowa stabilność chemiczna: Z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego i gorącego kwasu fosforowego nie reaguje z większością kwasów, zasad i stopionych metali; odporność na działanie kwasów jest 30 razy większa niż u ceramiki i 150 razy większa niż u stali nierdzewnej.
• Wydjątkowa odporność na szok termiczny: Ma bardzo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (5,5×10⁻⁷/K), dzięki czemu wytrzymuje gwałtowne zmiany temperatury od 1100 °C do temperatury pokojowej bez pęknięć.
• Doskonała izolacja elektryczna i przepuszczalność światła: Opór objętościowy przekracza 10¹⁶ Ω·cm w wysokich temperaturach, a materiał przepuszcza 80 % promieniowania UV i 93 % światła widzialnego, co czyni go odpowiednim do zastosowań optycznych oraz czujników przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach.
• Wytrzymałość izolacyjna: Opór szkła kwarcowego jest równy 10 000 razy oporowi szkła zwykłego, co czyni je bardzo dobrym materiałem izolacyjnym elektrycznym oraz zapewnia dobrą wydajność izolacyjną w temperaturze pokojowej.
• Dobra przepuszczalność światła: W całym zakresie widma od promieniowania ultrafioletowego do podczerwonego charakteryzuje się dobrą przepuszczalnością światła; współczynnik przepuszczalności światła widzialnego wynosi 93% lub więcej, a w zakresie widma ultrafioletowego – 80% lub więcej.

Główne obszary zastosowania: Główne zastosowanie przezroczystych tygli cylindrycznych ze szkła krzemionkowego/kwarcowego:

Topienie w piecach, spiekanie/topienie w laboratorium, grzejniki elektryczne, ogrzewanie w piecach muflowych, przemysł półprzewodnikowy, optyka,  telekomunikacja, przemysł wojskowy, chemiczny, mechaniczny,  elektrotechnika, ochrona środowiska oraz inne dziedziny.

• Przemysł półprzewodnikowy

Służy jako rdzeniowy pojemnik do wyciągania krzemiu monokrystalicznego w procesie Czochralskiego; roczne zapotrzebowanie na całym świecie przekracza 10 milionów sztuk. Nadzwyczaj wysoka czystość zapobiega wprowadzaniu zanieczyszczeń podczas wzrostu kryształu krzemu, co ma bezpośredni wpływ na wydajność produkcji układów scalonych.

Stosowany do odlewania wielokrystalicznego krzemu w produkcji ogniw słonecznych fotowoltaicznych; żywotność jednego tyglia wynosi 50–80 godzin, co wspiera produkcję wysokowydajnych płytek słonecznych.

• Laboratorium i analiza chemiczna

Szeroko stosowany w wysokotemperaturowych eksperymentach chemicznych, takich jak trawienie próbek, analiza stopów oraz oczyszczanie pierwiastków rzadkich, dzięki swojej odporności na korozję i braku zanieczyszczania próbek. Standardowe objętości obejmują 10 ml, 25 ml, 50 ml oraz 100 ml.

• Przemysł optyczny i elektroniczny

Wykorzystywany w procesie topienia wysokiej czystości szkła optycznego i kryształów laserowych, gdzie doskonała przeźroczystość dla światła oraz odporność termiczna zapewniają jednorodność optyczną końcowego produktu.

Służy jako pojemnik o wysokiej temperaturze do urządzeń do osadzenia cienkich folii w produkcji komponentów elektronicznych, utrzymując stabilną wydajność w środowiskach próżniowych.

• Metallurgia i synteza materiałów

Używane do topienia metali o wysokiej czystości (np. tytanu, cyrkonu) i przygotowywania zaawansowanych materiałów ceramicznych, zapobiegając utlenianiu i zanieczyszczeniu metali podczas procesu wysokotemperaturowego.

Proces produkcji

Wybór surowca: W celu zapewnienia czystości produktu stosuje się naturalną rudę kwarcową o wysokiej czystości lub syntetyczny proszek krzemianowy o zawartości Fe2O3 < 0,001%.

Płynność i formowanie:

• Elektryczna metoda topienia: umieszcza surowce w formie grafitowej, topi je w temperaturze 18002000°C za pomocą rozładowania łukowego w próżni lub w ochronnej atmosferze i tworzy kształt tyglika za pomocą grawitacji i napięcia powierzchniowego.
• Metoda topienia płomieniem: topi proszek kwarcowy w płomieniu wodoru i tlenu i formuje go w pożądany kształt przy użyciu obracającej się formy, odpowiedniej do małych tyglików.
• Przetwarzanie końcowe: obejmuje chłodzenie, przycinanie, szlifowanie ścian wewnętrznych oraz czyszczenie w celu kontrolowania chropowatości powierzchni Ra < 0,2 μm oraz zapewnienia dokładności wymiarowej w zakresie ±0,5 mm.

Kontrola jakości: przeprowadza ścisłe badania pod kątem wad w postaci pęcherzyków (średnica < 0,5 mm, liczba < 5 na cm²), zawartości zanieczyszczeń oraz odporności na wstrząsy termiczne, aby spełnić standardy stosowania przemysłowego.

Specyfikacje techniczne