Prípravok z priehľadného kremeňového skla odolný voči teplu na objednávku

Výrobný proces a pracovný postup priehľadnej kremeňovej misky Petri

Táto metóda zahŕňa sekundárne tepelné tvarovanie predvýrobeného kremeňového rúr do tvaru tygľa pomocou tlaku plynu a formy.

Fáza 1: Prípravná fáza

1. Príprava suroviny
· Materiál: Vysokoprvkové, bezchybné priehľadné kremeňové rúry. Tieto rúry sú zvyčajne vyrábané elektrickým alebo plameňovým spájkovaním, a kvalita rúr určuje výkon konečného tygľa.
· Príprava formy: Používa sa vysokopresná, tepelne odolná forma z grafitu alebo žiaruvzdorného zliatiny. Dutina formy určuje vonkajší tvar tygľa (napr. guľový, valcový, špeciálne tvary).


2. Predspracovanie kremeňovej rúry
· Rezanie: Kremeňová rúra sa prereže na požadovanú dĺžku.
· Čistenie: Rúrka prechádza vysokou čistotou (napr. pomocou ultračistej vody, kyselinového leptania, ultrazvukového čistenia) na odstránenie všetkých nečistôt z vnútorných a vonkajších stien.
· Zatváranie jedného konca: Jeden koniec rúrky sa zahrieva pomocou vodíko-kyslíkového horáka, až kým sa neroztaví a nepreplave, pričom vytvorí hladkú polguľovitú kupolu, ktorá sa stane dnom téglika.

Fáza 2: Termoformovanie – kľúčový proces

Toto je najkritickejší krok, ktorý sa vykonáva na špeciálnej sklovinárskej sústruhu alebo automatickom tvárniacom stroji.

1. Zohrievanie a zmäkčovanie
· Predspracovaná kremeňová rúrka (najprv uzavretý koniec) sa upevní na sústruh a umiestni sa do predzohriatej formy.
· Cieľová oblasť (budúce telo téglika) sa otáča a rovnomerne zohrieva pomocou vodíko-kyslíkového plameňa alebo plazmového horáka. Otáčanie je kľúčové pre rovnomerné zohrievanie.
· Kremeň sa zohrieva na teplotu zmäkčovania (približne 1650–1800 °C), kde sa stáva tvárnym, ale nie úplne roztaveným.

2. Tlakové napĺňanie plynom a tváranie
· Zatiaľ čo je kremeň mäkký, do rúrky cez otvorený koniec sa privádza inertný plyn s vysokou čistotou (napr. dusík, argón) s presne regulovaným tlakom.
· Vnútorný tlak plynu núti mäkkú stenu kremenného skla rovnomerne sa rozťahovať smerom von, až kým sa úplne neprispôsobí tvaru vnútornej plochy formy.
· Forma určuje konečnú vonkajšiu geometriu, zatiaľ čo tlak plynu zabezpečuje presnosť rozmerov a hladký povrch.

3. Žíhanie a chladenie
· Po tvárnení sa kremenná miska Petri ihneď žíha, a to ešte vo forme alebo tesne po jej vybratí. Na odstránenie tepelných napätí spôsobených rýchlym ohrevom a chladením sa používa široký, mäkký plameň.
· Vytvorená kremenná miska Petri sa potom podlieha kontrolovanému chladeniu na izbovú teplotu, než je vybratá z formy.

Fáza 3: Dodatočné spracovanie a dokončenie

1. Rezanie a otváranie
· Otvorený koniec vytvorenej kremennej misky Petri sa prereže na presne stanovenú výšku a pravý uhol pomocou diamantového kotúča alebo laserového rezača.
· Ostrý, orezaný okraj sa následne ohňom lešti alebo mechanicky brúsi na hladký, zaoblený povrch, aby sa zabránilo odlupovaniu a sústredeniu napätia.

2. Čistenie vysokou intenzitou a kontrola
· Čistenie: Sklovinová miska Petri prechádza viacstupňovým procesom čistenia vysokou čistotou (čistenie kyselinou, ultrazvukové čistenie, oplach ultračistou vodou) na odstránenie všetkých nečistôt po spracovaní.
· Kontrola:
· Kontrola rozmerov: Overenie priemeru, výšky a hrúbky steny.
· Vizuálna kontrola: Kontrola prítomnosti puzdrín, škrabancov, jamôk alebo akýchkoľvek nepravidelností na vnútorných a vonkajších povrchoch v riadenom osvetlení.

Štádium 4: Špeciálne vysoko-hodnotné ošetrenie – Ohnivé leštenie vnútorného povrchu

Pre vysoko-hodnotné tigle používané v polovodičových alebo vysokej triedy fotovoltaických aplikáciách sa vykonáva dodatočný kritický krok:
· Ohnivé leštenie vnútorného povrchu
· Účel: Vytvorenie dokonale hustej, hladkej, zrkadlovej priehľadnej vrstvy na vnútornom povrchu priehľadnej sklovinovej misky Petri.
· Metóda: Kremenná Petriho miska sa otáča, zatiaľ čo vodíkovo-kyslíkový plameň alebo plazmový horák je zasunutý a prejedený cez celý vnútorný povrch.
· Účinky:
· Zapečatie mikropór: Kremenno-čistá Petriho miska eliminuje mikrotrhliny a malé póry.
· Znižuje drsnosť: Kremenno-čistá Petriho miska vytvára atómove hladký povrch, čím zabraňuje prichyteniu materiálu a uľahčuje čistenie.
· Zvyšuje odolnosť voči devitrifikácii: Výrazne zlepšuje odolnosť kremenno-čistej Petriho miske voči kryštalizácii pri vysokých teplotách, čím predlžuje životnosť téglika.

Schéma pracovného postupu kremenno-čistej Petriho miske:
Vysokej čistoty kremenná trubica → Rezanie → Čistenie → Zatváranie jedného konca → Upevnenie do formy → Rotačné ohrievanie a zmäkčovanie → Tvarovanie pomocou tlaku plynu → Žíhanie → Vyberanie z formy → Rezanie/otváranie → Leštenie hrán → (Ohnivé leštenie vnútorného povrchu) → Intenzívne čistenie → Konečná kontrola → Čisté balenie

Výhody kremenno-čistej Petriho miske:
· Vysoká čistota: Priehľadná kremenná miska Petri používa rúrku z vysokočistej kremeňovej skloviny, čím minimalizuje kontamináciu.
· Vysoká presnosť: Formovanie priehľadnej kremennej misky Petri zabezpečuje vynikajúcu konzistenciu rozmerov.
· Flexibilita tvaru: Schopnosť vyrábať komplexné a individuálne geometrie.
· Vynikajúca kvalita povrchu: Ohňom leštenie priehľadnej kremennej misky Petri dosahuje výnimočný povrchový úprav vnútorného priestoru.

Primárne aplikácie:
· Polovodičový priemysel: Pre difúziu pri vysokých teplotách, procesy oxidácie a epitaxiu.
· Laboratórium a výskum a vývoj: Pre syntézu materiálov, rast kryštálov a chemické reakcie pri vysokých teplotách.
· Výskum vo fotovoltaike: Pre experimentálny rast a spracovanie kremníka.
· Optoelektronika: Pre spekanie luminoforov, laserových kryštálov a iných špeciálnych materiálov.

  
Technické parametre