Жаростойкий индивидуальный кварцевый тигель с плоским дном из кварцевого стекла

Кварцевый тигель из диоксида кремния:

Прозрачный кварцевый тигель (TQC) — это высокочистый контейнер, изготовленный из кварцевого стекла (плавленого диоксида кремния, SiO₂)  содержание ≥99,99 %), обладающий превосходной светопропускной способностью (≥93 % для видимого света). В соответствии с отраслевым стандартом он подразделяется на три класса (QSG1, QSG2, QSG3) в зависимости от содержания примесей и показателей эксплуатационных характеристик.

• Кварцевые тигли широко применяются в фотогальванической и полупроводниковой отраслях.
• Они обеспечивают возможность длительного непрерывного вытягивания солнечных и полупроводниковых изделий при высоких температурах.

Кварцевый тигель обладает комплексом эксплуатационных характеристик, которых нет у других материалов. Он отличается высокой стойкостью к термическим ударам, очень высокой температурой деформации и размягчения, чрезвычайно низкой теплопроводностью и диэлектрическими потерями, а также превосходными оптическими свойствами в широком ультрафиолетовом спектре.

Дуговой кварцевый тигель широко применяется в полупроводниковой промышленности.

Изготавливается из природного кварца путём плавления и тонкого помола.

Обладает высокой чистотой, термостойкостью и коррозионной стойкостью, а также низким коэффициентом теплового расширения.

Не содержит воздушных пузырьков и контролируется по содержанию примесей на уровне частей на миллион (PPM); обладает превосходными характеристиками: термостойкостью, химической стабильностью, идеальной изоляцией и светопропусканием и др.

Ключевые характеристики и преимущества

• Сверхвысокая чистота: общее содержание металлических примесей (Na, K, Fe и др.) контролируется на уровне ниже 10 ppm, что гарантирует отсутствие загрязнения расплавляемых материалов в процессе высокотемпературной обработки.
• Чрезвычайная термостойкость: температура размягчения достигает 1730 °C, что позволяет эксплуатировать материал в течение длительного времени при температурах до 1100 °C и кратковременно — при пиковых температурах до 1450 °C без деформации.
• Исключительная химическая стойкость: за исключением плавиковой кислоты и горячей фосфорной кислоты, материал не реагирует с большинством кислот, щелочей и расплавленных металлов; его стойкость к кислотам в 30 раз выше, чем у керамики, и в 150 раз выше, чем у нержавеющей стали.
• Выдающаяся стойкость к термоударам: коэффициент теплового расширения чрезвычайно низок (5,5×10⁻⁷/К), что позволяет выдерживать резкие перепады температур от 1100 °C до комнатной температуры без образования трещин.
• Отличные изоляционные свойства и высокая светопропускание: объёмное удельное электрическое сопротивление превышает 10¹⁶ Ом·см при высоких температурах; материал пропускает 80 % ультрафиолетового излучения и 93 % видимого света, что делает его пригодным для оптических и высокотемпературных датчиков.
• Высокая электрическая изоляция: Удельное электрическое сопротивление кварцевого стекла в 10 000 раз превышает сопротивление обычного стекла, что делает его отличным диэлектрическим материалом с высокими изоляционными характеристиками при комнатной температуре.
• Хорошая светопропускная способность: Обладает высокой прозрачностью в широком спектральном диапазоне — от ультрафиолетового до инфракрасного излучения; коэффициент пропускания видимого света составляет не менее 93 %, а в ультрафиолетовой области — не менее 80 %.

Основные области применения: Основные области применения прозрачных цилиндрических тиглей из кремнезёмного / кварцевого стекла:

Плавка в печах, лабораторная спекание/плавка, электронагреватели, нагрев в муфельных печах, полупроводниковая промышленность, оптика,  связь, военная техника, химическая промышленность, машиностроение,  электротехника, охрана окружающей среды и другие отрасли.

• Промышленность полупроводников

Служит основным контейнером для вытягивания монокристаллического кремния в процессе Чохральского; мировой годовой спрос превышает 10 миллионов штук. Сверхвысокая чистота предотвращает внесение примесей в процессе роста кремниевых кристаллов и напрямую влияет на выход интегральных схем.

Используется для литья поликристаллических кремниевых слитков в производстве фотогальванических солнечных элементов; срок службы одного тигля составляет 50–80 часов, что обеспечивает выпуск высокоэффективных солнечных пластин.

• Лабораторные и химические анализы

Широко применяется в высокотемпературных химических экспериментах, таких как разложение образцов, анализ расплавов и очистка редкоземельных элементов, благодаря своей стойкости к коррозии и отсутствию загрязнения. Стандартные объёмы: 10 мл, 25 мл, 50 мл и 100 мл.

• Оптическая и электронная промышленность

Применяется при плавлении высокочистого оптического стекла и лазерных кристаллов, где его превосходная светопропускная способность и термостойкость обеспечивают оптическую однородность конечного продукта.

Используется в качестве высокотемпературного контейнера для оборудования для осаждения тонких плёнок при производстве электронных компонентов, обеспечивая стабильную работу в вакуумной среде.

• Металлургия и синтез материалов

Применяется для плавки металлов высокой чистоты (например, титана, циркония) и изготовления передовых керамических материалов, предотвращая окисление и загрязнение металлов в ходе высокотемпературного процесса.

Процесс производства

Выбор исходного сырья: используется природный кварцевый рудный материал высокой чистоты или синтетический кварцевый порошок с содержанием Fe₂O₃ менее 0,001 % для обеспечения чистоты конечного продукта.

Плавка и формовка:

• Электрический способ плавки: исходные материалы помещают в графитовую форму и расплавляют при температуре 1800–2000 °C посредством дугового разряда в вакууме или в защитной атмосфере; форма тигля формируется под действием силы тяжести и поверхностного натяжения.
• Плавка пламенем: кварцевый порошок расплавляется водородно-кислородным пламенем, а затем формуется в требуемую форму с помощью вращающейся формы; этот метод подходит для изготовления тиглей небольших размеров.
• Постобработка: включает охлаждение, обрезку, полировку внутренних стенок и очистку для контроля шероховатости поверхности Ra < 0,2 мкм и обеспечения точности размеров в пределах ±0,5 мм.

Контроль качества: проводятся строгие проверки на наличие пузырьковых дефектов (диаметр < 0,5 мм, количество < 5 шт. на см²), содержания примесей и устойчивости к термоудару для соответствия промышленным стандартам применения.

Технические характеристики