【晶驰石英】多视角讨论石英陶瓷坩埚

石英陶瓷


石英陶瓷是指以石英玻璃或熔融石英为质料,经破碎、成型、烧成等一系列制作工艺构成的制品。


相比较石英玻璃,石英陶瓷能够视作是石英玻璃的全面“晋级品”。


石英玻璃与石英陶瓷的物理功能比较


石英陶瓷的功能特色

  • 热胀大系数非常小,具有较好的体积稳定性以及热震稳定性

  • 良好的化学稳定性,耐玻璃液侵蚀性好

  • 石英陶瓷的导热系数低

  • 石英陶瓷的抗弯强度随温度的升高而增加

  • 石英陶瓷比较合适制作大件制品

  • 石英陶瓷电阻大、电性质好


石英陶瓷成型工艺

石英陶瓷成型工艺有注浆成型、打针成型、压滤成型、注凝成型等。


几种成形办法的工艺特性比照


石英陶瓷坩埚



石英坩埚是熔融石英陶瓷的一种。石英陶瓷坩埚全称为高纯熔融石英陶瓷坩埚(二氧化硅含量≥99.9%),是以高纯熔融石英为质料做成的陶瓷质坩埚。一般情况下,它的形状首要有方形和圆筒形。其间,方形的高纯石英坩埚用在多晶硅铸锭环节,充任多晶硅化料和长晶的容器;圆形的高纯石英坩埚则用在单晶硅中拉单晶的环节。


太阳能光伏工业


太阳能电池的首要分类


太阳能电池作为一种清洁动力遭到国际规模内的广泛重视。其间多晶硅太阳能电池具有稳定的转化功率,功能价格比最高,现在,铸造多晶硅太阳能电池已经成为最首要的光伏资料,国际市场上的光伏电池简直都是选用高纯多晶硅资料制成的。



而坩埚是多晶硅熔炼铸锭过程中装载多晶硅的容器,是多晶硅铸锭出产过程中耗费量最大的配套品,是不行代替的要害资料。


多晶硅铸锭的出产流程图


多晶硅铸锭熔炼过程中对装载多晶硅的容器的要求极端的严苛,要求一起到达以下几个条件:

1.能在1500℃的高温条件下一次性继续作业40小时以上;

2.坩埚的首要成分与多晶硅资料相似;

3.较好的热震稳定性、较小的热胀大系数,抗高温变形的才能好、较高的体积密度和抗弯强度等物理功能;

4.对坩埚的纯度、强度、尺度精度都有非常严厉的要求。


现在,石英陶瓷凭仗其优秀的特性已被太阳能用硅出产职业和领域所认可。太阳能光伏工业的快速增加带动了多晶硅铸锭的开展,然后对石英陶瓷坩埚的需求也是日积月累。


DNVGL最新发布陈述称:我国正在引领国际风能和太阳能光伏发电的增加,到2034年,太阳能光伏发电将超越煤炭作为首要的发电供应,到2050年将掩盖该区域52%的电力需求。来自于国家动力局的统计数据显现,2017年我国光伏发电新增装机53.06GW,再次刷新历史记录。截至2017年12月底,全国光伏发电累计装机到达130.25GW。而太阳能光伏工业的开展将为石英陶瓷坩埚提供宽广的市场前景。


石英陶瓷坩埚质料


石英陶瓷坩埚的资料基体为石英。石英坩埚的原资料大体分两种:


一种是以天然石英为质料的石英砂,其杂质总量一般均在40ppm以下。石英坩埚用质料要求纯度高、一致性好,粒度散布均匀。有害成分高时会影响坩埚的熔制,影响其耐温性,还会呈现气泡、色斑、脱皮等现象,严峻时形成石英坩埚软化漏硅。


另一种是高纯组成质料,其纯度高(十三种杂质总含量一般不超越2×10-6),可是其价格昂贵,软化点低,不少坩埚厂家用此种质料在坩埚内层烧结一层0.5—1mm左右的通明层,然后既确保了坩埚内外表的纯度,又不致于使坩埚软化点过低。


别的,《GB/T 32652——2016多晶硅铸锭石英坩埚用熔融石英料》规矩了多晶硅铸锭石英坩埚用熔融石英料的技能要求、查验办法、查验规矩及标志、包装、运送和储存。


石英陶瓷坩埚的析晶问题


熔融石英坩埚作为多晶硅铸锭出产中的必需品存在的首要问题是,在烧结过程中,因为熔融石英处于一种不稳定的热力学状况,因此在高温下简单分出方石英晶体,在冷却过程中发生方石英的相改变带来必定的体积胀大,使得坩埚发生裂纹乃至损坏;除此以外,方石英的分出还会使石英坩埚的电学和热学功能变差,因此,晶态方石英的分出会使石英坩埚的归纳功能大大下降。综上可知,在石英坩埚制备过程中有必要避免方石英分出或将方石英的分出量控制在牢靠规模之内。


石英陶瓷坩埚的“双高”问题


动力领域的专家曾指出:多晶硅出产并不存在高能耗和高污染,可是要处理出产存在的“双高”问题,有必要要改善落后出产技能。其最基本的改善技能就是大尺度化,即出产大尺度多晶硅锭,既能够进步出产功率又能够节省本钱,一箭双雕。因为光伏技能的快速开展,其大尺度化的尺度还将进一步加大,未来或许超越1200,这种快速的开展趋势对熔融石英陶瓷的物理化学功能和致密化程度提出了更高的要求。


对抛弃石英陶瓷坩埚的再利用


石英陶瓷坩埚在运用过程中会发生析晶、变形和决裂,为了避免对高纯硅料的污染,坩埚一般只能运用一次,因此石英坩埚是硅碇出产中的耗费性器皿。跟着我国太阳能硅锭出产才能的不断扩对石英坩埚需求量日积月累,其耗费抛弃量也越来越大。此外,因为从抛弃石英坩埚中再提纯高纯石英存在技能难度大和出产本钱高级要素。因此,现在光伏企业所发生的抛弃石英坩埚只作为一种废料堆积或填埋,其对环境带来巨大的压力,一起也是一种资源糟蹋。对抛弃石英陶瓷坩埚再利用的问题日益凸显。


山东晶驰石英有限公司位于山东省郯城经济开发区。主要生产和加工石英玻璃及光学玻璃、微晶玻璃等制品。特别是环、板、片、管、棒、舟架、缸体、坩埚、仪器等多规格、多类型的近百种石英玻璃,广泛应用于光学元件、光学镀膜、光伏产业、光纤通信、半导体微电子、冶金、化工、医疗生物、天文宇航等领域,以“技术新、品种齐、质量高”著称于石英行业。公司通过了IS0 9001:2000质量管理体系认证。公司始终坚持 “精心制作、精诚服务、精益求精”质量方针,竭诚满足顾客的需求,与顾客合作互利、共同发展。



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