Термостійка прозора кварцова чашка Петрі на замовлення

Виробничий процес та робочий процес виготовлення прозорої кварцової чашки Петрі

Цей метод передбачає вторинну термоформовку напівфабрикату з кварцового скла у формі тигля за допомогою газового тиску та форми.

Етап 1: Підготовчий етап

1. Підготовка сировини
· Матеріал: високочисте прозоре кварцове скло без дефектів. Ця трубка, як правило, виготовляється методом електричного або полум'яного сплавлення, і її якість визначає робочі характеристики кінцевого тигля.
· Підготовка форми: використовується високоточна жароміцна форма з графіту або вогнетривкого сплаву. Порожнина форми визначає зовнішню форму тигля (наприклад, сферичну, циліндричну, нестандартну).


2. Передобробка кварцової трубки
· Різання: кварцову трубку нарізають на потрібну довжину.
· Очищення: Труба проходить очищення високої чистоти (наприклад, за допомогою ультрачистої води, кислотного травлення, ультразвукового очищення), щоб видалити всі забруднення з внутрішніх і зовнішніх стінок.
· Запечатування одного кінця: Один кінець труби нагрівають за допомогою воднево-кисневого пальника, доки він не розплавиться і не замкнеться, утворюючи гладку напівсферичну куполоподібну форму, яка стане дном тигля.

Етап 2: Термоформування — основний процес

Це найважливіший етап, який виконується на спеціальному склодувному токарному верстаті або автоматизованому формувальному обладнанні.

1. Нагрівання та розм'якшення
· Попередньо оброблену кварцову трубу (спочатку запечатаним кінцем) монтують на токарному верстаті та розміщують всередині попередньо нагрітої форми.
· Цільову ділянку (майбутнє тіло тигля) обертають і рівномірно нагрівають за допомогою воднево-кисневого полум'я або плазмового пальника. Обертання має важливе значення для рівномірного нагрівання.
· Кварц нагрівають до температури розм'якшення (приблизно 1650–1800 °C), при якій він стає пластичним, але ще не повністю розплавленим.

2. Утворення тиску та формування
· Коли кварц м'який, високочистий інертний газ (наприклад, азот, аргон) подається в трубку через відкритий кінець із точним контролем тиску.
· Внутрішній тиск газу змушує м'яку стінку кварцу рівномірно розширюватися назовні, доки вона повністю не набуде форми внутрішньої поверхні форми.
· Форма визначає кінцеву зовнішню геометрію, тоді як тиск газу забезпечує точність розмірів і гладку поверхню.

3. Відпалювання та охолодження
· Після формування кварцову чашку Петрі негайно відпалюють, ще перебуваючи у формі або поблизу неї. Для зняття термічних напружень, спричинених швидким нагріванням і охолодженням, використовують широке м'яке полум'я.
· Сформовану кварцову чашку Петрі потім охолоджують за контрольованих умов до кімнатної температури перед вилученням з форми.

Етап 3: Остаточна обробка та доведення

1. Різання та відкриття
· Відкритий край сформованої кварцової чашки Петрі обрізають до точно заданої висоти та прямокутності за допомогою алмазного диска або лазерного різака.
· Гострий зрізаний край потім полірується полум'ям або механічно шліфується до гладкого, заокругленого стану, щоб запобігти відколам та концентрації напруження.

2. Високоефективне очищення та перевірка
· Очищення: квартову чашку Петрі піддають багатоетапному процесу очищення високої чистоти (кислотне очищення, ультразвукове очищення, промивання надчистою водою) для видалення всіх забруднень, що виникли під час обробки.
· Перевірка:
· Перевірка розмірів: перевірка діаметра, висоти та товщини стінок.
· Візуальний огляд: перевірка на наявність бульбашок, подряпин, заглибин або будь-яких інших недоліків на внутрішніх і зовнішніх поверхнях при контрольованому освітленні.

Етап 4: Спеціальна високоякісна обробка — полірування внутрішньої поверхні полум'ям

Для високоякісних тиглів, що використовуються в напівпровідникових або преміальних фотоелектричних застосуваннях, виконується додатковий важливий етап:
· Полірування внутрішньої поверхні полум'ям
· Призначення: створення ідеально щільного, гладкого, дзеркального прозорого шару на внутрішній поверхні прозорої кварцової чашки Петрі.
· Метод: кварцову чашку Петрі обертають, тим часом як воднево-кисневе полум'я або плазмовий пальник вводять та сканують усю внутрішню поверхню.
· Ефекти:
· Запечатування мікропор: прозора кварцова чашка Петрі усуває мікротріщини та дрібні пори.
· Зниження шорсткості: прозора кварцова чашка Петрі створює атомарно гладку поверхню, запобігаючи прилипанню матеріалу та забезпечуючи легке очищення.
· Підвищення стійкості до девітрифікації: значно покращує стійкість прозорої кварцової чашки Петрі до кристалізації при високих температурах, тим самим подовжуючи термін служби тигля.

Схема робочого процесу прозорої кварцової чашки Петрі:
Високочистий кварцовий труб → Розрізання → Очищення → Запайка одного кінця → Встановлення в форму → Обертальне нагрівання та розм'якшення → Формування під газовим тиском → Відпалювання → Виймання з форми → Розрізання/відкриття → Полірування країв → (Вогневе полірування внутрішньої поверхні) → Інтенсивне очищення → Остаточний огляд → Чисте фасування

Переваги прозорої кварцової чашки Петрі:
· Висока чистота: чашка Петрі з прозорого кварцу виготовлена з високочистої кварцової трубки, що мінімізує забруднення.
· Висока точність: формування чашки Петрі з прозорого кварцу забезпечує відмінну узгодженість розмірів.
· Гнучкість форми: можливість виробництва складних та індивідуальних геометрій.
· Винятковість поверхні: вогнева полірування внутрішньої поверхні чашки Петрі з прозорого кварцу забезпечує виняткову якість обробки.

Основні сфери застосування:
· Напівпровідникова промисловість: для високотемпературної дифузії, процесів окиснення та епітаксії.
· Лабораторії та НДІ: для синтезу матеріалів, вирощування кристалів та високотемпературних хімічних реакцій.
· Дослідження у галузі фотоелектрики: для експериментального вирощування та обробки кремнію.
· Оптоелектроніка: для спікання фосфорів, лазерних кристалів та інших спеціальних матеріалів.

  
Технічні параметри