تفاوت بین بوته کوارتز و بوته سیلیس چیست؟

اساساً یک بوته کوارتز شکل با درجه بالایی از یک بوته سیلیس است. هر دو دارای سیلیس به عنوان جزء شیمیایی اصلی خود هستند. با این حال، در کاربردهای صنعتی، تفاوت اصلی آنها در خلوص، شفافیت و فرآیند ساخت نهفته است. آنچه معمولاً به عنوان بوته سیلیکا نامیده می شود ممکن است حاوی محصولات سیلیس ذوب شده با درجه سرامیکی یا خلوص کمتر باشد، در حالی که یک بوته کوارتز به طور خاص به یک ظرف دقیق ساخته شده از کوارتز طبیعی یا مصنوعی با خلوص بالا، دارای مقاومت دمایی بالاتر و محتوای ناخالصی بسیار کم اشاره دارد. این یک ماده مصرفی حیاتی در کشش سیلیکون تک کریستال و تولید نیمه هادی است.

I. تفاوت بین بوته کوارتز و بوته سیلیس معمولی

اگرچه آنها فرمول شیمیایی یکسانی دارند، تفاوت در خواص فیزیکی آنها سناریوهای کاربردی متفاوت آنها را تعیین می کند:

• سطح خلوص: بوته های کوارتز به خلوص بسیار بالایی نیاز دارند، به ویژه برای کشیدن تک کریستال فتوولتائیک، جایی که محتوای سیلیس باید بالای 99.9٪ باشد. بوته های سیلیسی معمولی ممکن است حاوی ناخالصی های فلزی بیشتری مانند آلومینیوم، منیزیم و کلسیم باشند و عمدتاً برای ذوب عمومی فلز یا پردازش مواد اولیه استفاده می شوند.
  
  
• ظاهر و ساختار:
  بوته شفاف کوارتز: ظاهری کاملا شفاف و هدایت حرارتی یکنواخت تر دارد.
  بوته کوارتز مات (سفید شیری): حاوی تعداد زیادی حباب هوا است که عمدتاً برای عایق حرارتی و پراکندگی حرارت استفاده می شود.
  بوته های سیلیسی معمولی ممکن است بافتی نزدیک به سرامیک داشته باشند و شفافیت کریستالی کوارتز را نداشته باشند.
  
  
• ضریب انبساط حرارتی: بوته های کوارتز ضریب انبساط حرارتی بسیار پایینی دارند، به این معنی که می توانند پایداری ساختاری را حفظ کنند و کمتر در معرض ترک خوردن تحت تغییرات شدید دما (سرد شدن و گرمایش سریع) هستند.
  

II. مزایای اصلی و سناریوهای کاربردی بوته های کوارتز

بوته های کوارتز به عنوان یک "قهرمان پشت صحنه" در صنایع نیمه هادی و انرژی های نو، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود در زمینه های زیر قابل جایگزینی نیستند:

• صنعت فتوولتائیک: در فرآیند کشیدن سیلیکون تک کریستالی، بوته کوارتز به عنوان ظرفی برای سیلیکون چند بلوری مذاب عمل می کند. خلوص بالای آن عملکرد الکتریکی ویفرهای سیلیکونی را تضمین می کند و از آلودگی ناخالصی های فلزات سنگین به کریستال جلوگیری می کند.
  
  
• میدان نیمه هادی: با توسعه فرآیندهای پیشرفته، تقاضاهای بالاتری بر روی صافی سطح و کنترل عناصر کمیاب اعمال می شود بوته کوارتزs برای تولید ویفرهای سایز بزرگ مانند ویفرهای 12 اینچی.
  
  
• آزمایشات تحلیلی در دمای بالا: در آزمایشگاه، بوته های کوارتز در برابر اکثر اسیدها (به جز اسید هیدروفلوئوریک) مقاوم هستند و آنها را به گزینه ای ایده آل برای هضم نمونه اسید قوی تبدیل می کند.
  
  

III. انتخاب و نگهداری: چگونه عمر مفید بوته های کوارتز را افزایش دهیم؟

برای اطمینان از راندمان تولید و کاهش هزینه ها، استفاده صحیح از بوته های کوارتز بسیار مهم است:

• جلوگیری از آلودگی اثر انگشت: نمک‌های موجود در عرق دست حاوی یون‌های فلز قلیایی است که به تبلور بوته کوارتز در دماهای بالا (یعنی ظهور لکه‌های سفید) سرعت می‌بخشد و عمر مفید آن را به شدت کاهش می‌دهد. هنگام نصب باید از دستکش های بدون گرد و غبار استفاده شود.
  
  
• دما را به شدت کنترل کنید: اگرچه بوته های کوارتز در برابر دمای بالا مقاوم هستند، کارکرد طولانی مدت در دماهای شدید می تواند منجر به نرم شدن و تغییر شکل شود.
  
  
• جلوگیری از ضربه فیزیکی: کوارتز شکننده است و هر گونه آسیب مکانیکی جزئی می تواند در حین گرمایش در دمای بالا به ترک تبدیل شود.
  
  

اگرچه دی اکسید سیلیکون ماده پایه رایج آنهاست، بوته های کوارتز بالاترین سطح این ماده را در کاربردهای صنعتی نشان می دهند. در خطوط تولید مدرن با تکنولوژی پیشرفته با الزامات سختگیرانه برای خلوص و مقاومت در برابر دما، انتخاب بوته های کوارتز با کیفیت بالا کلید تضمین عملکرد است.