Жаропрочная прозрачная кварцевая чаша Петри по индивидуальному заказу

Производственный процесс и рабочий процесс изготовления прозрачной кварцевой чашки Петри

Этот метод включает вторичную термоформовку заранее изготовленной кварцевой трубки в форму тигля с использованием газового давления и формы.

Этап 1: Подготовительный этап

1. Подготовка сырья
· Материал: высокочистая прозрачная кварцевая трубка без дефектов. Такая трубка обычно производится методом электрического или пламенного сплавления, и от её качества зависит эксплуатационные характеристики конечного тигля.
· Подготовка формы: используется высокоточная жаропрочная форма из графита или огнеупорного сплава. Полость формы определяет внешнюю форму тигля (например, сферическую, цилиндрическую или нестандартную).


2. Предварительная обработка кварцевой трубки
· Резка: кварцевая трубка нарезается на отрезки требуемой длины.
· Очистка: Трубка подвергается очистке высокой степени чистоты (например, с использованием ультрачистой воды, кислотного травления, ультразвуковой очистки) для удаления всех загрязнений с внутренних и внешних стенок.
· Запечатывание одного конца: Один конец трубки нагревают с помощью водородно-кислородной горелки до расплавления и сплавления, формируя гладкий полусферический купол, который станет дном тигля.

Этап 2: Термоформовка — основной процесс

Это наиболее ответственный этап, выполняемый на специальном стеклодувном токарном станке или автоматизированной формовочной машине.

1. Нагрев и размягчение
· Предварительно обработанная кварцевая трубка (сначала запаянным концом) устанавливается на станке и помещается внутрь предварительно нагретой формы.
· Целевая зона (будущее тело тигля) вращается и равномерно нагревается с помощью водородно-кислородного пламени или плазменной горелки. Вращение имеет решающее значение для равномерного нагрева.
· Кварц нагревается до температуры размягчения (приблизительно 1650–1800 °C), при которой он становится пластичным, но не полностью расплавленным.

2. Газовое давление и формовка
· Когда кварц становится мягким, в трубку через открытый конец подаётся высокочистый инертный газ (например, азот, аргон) с точным контролем давления.
· Внутреннее давление газа равномерно расширяет softened стенку кварца наружу, пока она полностью не примет форму внутренней поверхности формы.
· Форма определяет окончательную внешнюю геометрию, а давление газа обеспечивает точность размеров и гладкую поверхность.

3. Отжиг и охлаждение
· После формования кварцевую чашку Петри сразу же отжигают, пока она ещё находится в форме или рядом с ней. Для снятия термических напряжений, вызванных быстрым нагревом и охлаждением, используется широкое мягкое пламя.
· Сформированная кварцевая чашка Петри затем охлаждается в контролируемых условиях до комнатной температуры перед извлечением из формы.

Этап 3: Послепроизводственная обработка и отделка

1. Резка и обработка края
· Открытый конец сформированной кварцевой чашки Петри обрезается до точно заданной высоты и перпендикулярности с использованием алмазного диска или лазерного резака.
· Острый, обрезанный край затем полируется с помощью огня или механически шлифуется до гладкой, закруглённой поверхности, чтобы предотвратить сколы и концентрацию напряжений.

2. Высокоинтенсивная очистка и инспекция
· Очистка: кварцевая чашка Петри проходит многоступенчатую очистку высокой степени чистоты (очистка кислотой, ультразвуковая очистка, промывка ультрачистой водой) для удаления всех загрязнений, возникших в процессе производства.
· Осмотр:
· Проверка размеров: проверка диаметра, высоты и толщины стенок.
· Визуальный контроль: осмотр на наличие пузырьков, царапин, раковин или любых других неоднородностей на внутренних и внешних поверхностях при контролируемом освещении.

Этап 4: Специальная высококачественная обработка — полировка внутренней поверхности пламенем

Для высококачественных тиглей, используемых в полупроводниковой или премиальной фотоэлектрической промышленности, выполняется дополнительный важный этап:
· Полировка внутренней поверхности пламенем
· Назначение: создание абсолютно плотного, гладкого, зеркального прозрачного слоя на внутренней поверхности прозрачной кварцевой чашки Петри.
· Метод: кварцевая чашка Петри вращается, в то время как водородно-кислородное пламя или плазменная горелка вводятся и сканируют всю внутреннюю поверхность.
· Эффекты:
· Запечатывание микропор: прозрачная кварцевая чашка Петри устраняет микротрещины и мельчайшие поры.
· Уменьшение шероховатости: прозрачная кварцевая чашка Петри создает атомарно гладкую поверхность, предотвращая прилипание материалов и облегчая очистку.
· Повышение стойкости к девитрификации: значительно улучшает устойчивость прозрачной кварцевой чашки Петри к кристаллизации при высоких температурах, тем самым продлевая срок службы тигля.

Схема рабочего процесса для прозрачной кварцевой чашки Петри:
Высокочистый кварцевый трубопровод → Резка → Очистка → Герметизация одного конца → Установка в форму → Вращательный нагрев и размягчение → Формование под газовым давлением → Отжиг → Демонтаж из формы → Резка/открытие → Полировка краев → (Огневая полировка внутренней поверхности) → Высокоинтенсивная очистка → Окончательный контроль → Чистая упаковка

Преимущества прозрачной кварцевой чашки Петри:
· Высокая чистота: чашка Петри из прозрачного кварца изготовлена из кварцевой трубки высокой чистоты, что минимизирует загрязнение.
· Высокая точность: формование чашки Петри из прозрачного кварца обеспечивает отличное соответствие размеров.
· Гибкость формы: способность производить сложные и нестандартные геометрические формы.
· Высокое качество поверхности: огневая полировка чашки Петри из прозрачного кварца обеспечивает исключительную отделку внутренней поверхности.

Основные применения:
· Полупроводниковая промышленность: для процессов высокотемпературной диффузии, окисления и эпитаксии.
· Лаборатории и НИОКР: для синтеза материалов, выращивания кристаллов и высокотемпературных химических реакций.
· Исследования в области фотоэлектрики: для экспериментального выращивания и обработки кремния.
· Оптоэлектроника: для спекания люминофоров, лазерных кристаллов и других специальных материалов.

  
Технические параметры