Процес производње кварцних фланца:
- Одабир сировина: као полазни материјал бирају се природни кварцни кристали високе чистоће или синтетички силажни песак. Садржај силицијума обично прелази 99,9% како би се осигурале одличне карактеристике.
- Топљење: сировина се загрева на веома високу температуру (изнад 1700 °°C) у пећи под вакуумом или инертном атмосфером (често електрично отпорна или индукциона пећ), где се топи у вискозно, безмехурasto течно стакло.
- Обликовање: течено кварцно стакло затим обликујемо у фланце коришћењем једне од неколико метода:
- Ливење:ливање у прецизне графитне или керамичке форме.
- Центрифугално ливење: ротација форме ради стварања шупљих цилиндричних облика који се касније обрађују машински.
- Вруће пресовање/завршна обрада: Ковка загрејаног кварцног бланка под притиском ради згуšњавања и формирања облика који је близу коначном.
- Жарење: Обликовани фланциви се подвргавају контролисаном, спором процесу хлађења у пећи за жарење. Ово смањује унутрашњи топлотни напон, спречава пуцање и обезбеђује структурну стабилност.
- Прецизна машинска обрада: Жарени бланкови се прецизно обрађују коришћењем алата прекривених дијамантима. Укључује брусње, резање, бушење и полирање ради постизања коначних димензија, квалитета површине (често оптичке класе), равности и прецизних заптивних површина (нпр. Ra < 0,4 μ м).
- Чишћење и контрола квалитета: Ригорозно чишћење (нпр. ултразвучно, киселинско) уклања загађиваче. Сваки фланец се проверава на основу димензија, визуелних недостатака (мехурићи, укључци) и оптичких својстава. Напредне методе као што је ласерска интерферометрија проверавају равност и паралелност.
Предности кварцних фланцева:
- Изузетна термичка стабилност: Екстремно низак коефицијент термичког ширења (~5,5 x 10 ⁻⁷ /K) čine ih izuzetno otpornim na termički šok. Mogu da podnesu brzo zagrevanje i hlađenje od 1000 °C do sobne temperature bez pucanja.
- Otpornost na visoke temperature: Mogu da rade neprekidno na temperaturama do 1100 °C, a kratkotrajno i do 1300 °C, zadržavajući strukturni integritet gde bi metali omekšali ili popustili.
- Izuzetna hemijska čistoća i inertnost: Proizvedeni od SiO visoke čistoće, nepropusni su i izuzetno otporni na koroziju većinom kiselina, halogenida i agresivnih hemikalija (osim fluorovodonične kiseline i vrele fosforne kiseline). To sprečava kontaminaciju u osetljivim procesima. 2 izuzetna hemijska čistoća i inertnost: Proizvedeni od SiO visoke čistoće, nepropusni su i izuzetno otporni na koroziju većinom kiselina, halogenida i agresivnih hemikalija (osim fluorovodonične kiseline i vrele fosforne kiseline). To sprečava kontaminaciju u osetljivim procesima.
- Izuzetna optička svojstva: Visoka prozirnost u širokom spektru od UV do bliskog infracrvenog zračenja. Omogućava vizuelno praćenje procesa, prenos UV zračenja i upotrebu u laserskim primenama.
- Izuzetna električna izolacija: Visoki dielektrični napon i niska električna provodljivost čak i na višim temperaturama, što ih čini idealnim za poluprovodničke i vakuumsku primenu.
-
Висока механичка чврстоћа и крутост: Иако је крта, спојени кварц има високу чврстоћу на притисак и одржава свој облик под оптерећењем на високим температурама, за разлику од многих полимера.
- Компатибилност са ултра-високим вакуумом: Екстремно ниска пропустљивост гасова и брзина дегазације. Када се исправно загреје, доприноси постизању и одржавању ултра-високих вакуумских (UHV) услова.
- Дуг век трајања и димензионална стабилност: Отпорна је на временске прилике, не деградира нити старење у типичним условима и задржава прецизне димензије током времена због своје стабилности.
-
Примарна Примена: Производња полупроводника (трављење, дифузија, CVD/LPCVD коморе), оптичка влакна, прецизна оптика, ласерски системи, лабораторијска и аналитичка опрема, погледна стакла за високе температуре и специјално осветљење (лампе са јачим пражњењем).
Главна подручја примене и употреба кварцних фланчева
Кварцни фланци су кључни компоненти у захтевним индустријама због њихове јединствене комбинације својстава. Њихове главне примене и специфичне употребе су следеће:
- Производња полупроводника и микроелектронике
- Употреба: Као прегледна ока, облоге комора, улази за гас и дијагностички прикључци у опреми за обраду плочица.
- Кључна опрема: Плазма етчер-и, реактори за хемијску депозицију из паре (CVD) и нискотлачну CVD (LPCVD), дифузионе пећи и имплантација јона.
- Разлог: Њихова чистоћа спречава контаминацију силицијумских плочица, а прозирност омогућава мониторинг процеса у реалном времену.
- Оптичка и фотонска индустрија
- Употреба: Као завршна стакла, кућишта ласерских цеви и монтажни делови.
- Кључне примене: Системи ласера високе снаге, УВ и ИР оптички системи, ћелије спектрофотометара и огледала астрономских телескопа (за подлоге са ниским топлотним ширењем).
- Разлог: Изузетна пропустљивост од УВ до ИР спектра и минимална топлотна деформација под интензивним светлом.
- Хемијска обрада високе чистоће/низак притисак
- Upotreba: Kao obloge reaktora, vidna stakla za korozivne tečnosti i povezujuće komponente u pilot postrojenjima.
- Ključni procesi: Rukovanje ultrapurom kiselinama, gasovima halogena i specijalnim hemikalijama na visokim temperaturama.
- Razlog: Nadmerna hemijska inertnost osigurava čistoću proizvoda i otpornost na napad svih kiselina osim fluoridnih i vrele fosforne.
- Upotreba: Kao kućište (spoljašnja sijalica) za lampe sa visokim intenzitetom pražnjenja.
- Ključni proizvodi: Lampe sa isparavanjem žive, ksenon luke i UV lampe za sterilizaciju.
- Razlog: Podnosi izuzetno visoke radne temperature (>1000 °C) i efikasno prenosi UV svetlost.
- Naучна istraživanja i analitička instrumentacija
- Upotreba: Kao prozori za vakuumske komore, nosači uzoraka u pećima i komponente u masenim spektrometrima.
- Кључна окружења: системи ултра високог вакуума (UHV), електронски микроскопи и коморе за симулацију свемирских услова.
- Разлог: изузетно низак исцедак гасова и висока димензионална стабилност под дејством вакуума и термичког оптерећења.
- Специјализовани индустријски процеси
- Употреба: као заштитни прозори за посматрање у пећима високих температура (нпр. пећи за раст кристала попут Цоцхралскијевих пулера) и као делови за проток у производњи заготовака за оптичка влакна.
-
Разлог: одржава прозирност и целовитост при раду на стално високим температурама, омогућавајући визуелну контролу процеса.
Техничке спецификације
Садржај својства |
Индекс својства |
Плотност |
2,2×103kg/cm³ |
Јачина |
580KHN100 |
Тракција |
4.9×107Pa(N/ ㎡) |
Спирачка чврстоћа |
>1,1×109Pa |
Koeficijent toplotne ekspanzije |
5,5×10-7cm/cm℃ |
Трпена проводност |
1,4W/m℃ |
Специфична топлота |
670J/kg℃ |
Tačka mekšenja |
1680℃ |
Tačka otpuštanja |
1215℃ |
EN
