Hvad er forskellen mellem en kvartsdigel og en silicadigel?

Grundlæggende er en kvartsdigel en højkvalitetsform af en silicadigel; begge har silica som deres kemiske kernekomponent. Men i industrielle applikationer ligger deres vigtigste forskelle i renhed, gennemsigtighed og fremstillingsproces. Det, der almindeligvis omtales som en silica-digel, kan indeholde smeltede silicaprodukter af keramisk kvalitet eller lavere renhed, mens en kvarts digel refererer specifikt til en præcisionsbeholder lavet af naturlig eller syntetisk kvarts med høj renhed, som har højere temperaturbestandighed og ekstremt lavt indhold af urenheder. Det er et kritisk forbrugsstof i single-crystal silicium pulling og halvlederproduktion.

I. Forskelle mellem kvarts-digler og almindelige silica-digler

Selvom de har den samme kemiske formel, bestemmer forskellene i deres fysiske egenskaber deres forskellige anvendelsesscenarier:

• Renhedsniveau: Kvartsdigler kræver ekstrem høj renhed, især til fotovoltaisk single-crystal pulling, hvor silicaindholdet skal være over 99,9%. Almindelige silica-digler kan indeholde flere metalurenheder, såsom aluminium, magnesium og calcium, og bruges hovedsageligt til generel metalsmeltning eller forarbejdning af primært materiale.
  
  
• Udseende og struktur:
  Gennemsigtig kvartsdigel: Har et helt gennemsigtigt udseende og mere ensartet varmeledning.
  Uigennemsigtig (mælkehvid) kvartsdigel: Indeholder et stort antal luftbobler, primært brugt til varmeisolering og varmespredning.
  Almindelige silica-digler kan have en tekstur tættere på keramisk og mangle den krystalklare gennemsigtighed af kvarts.
  
  
• Termisk udvidelseskoefficient: Kvartsdigler har en ekstrem lav termisk udvidelseskoefficient, hvilket betyder, at de kan opretholde strukturel stabilitet og er mindre tilbøjelige til at revne under ekstreme temperaturændringer (hurtig afkøling og opvarmning).
  

II. Kernefordele og anvendelsesscenarier for kvartsdigler

Som en "behind-the-scenes-helt" i halvleder- og nyenergiindustrien er kvartsdigler uerstattelige på følgende områder på grund af deres unikke fysiske og kemiske egenskaber:

• Fotovoltaisk industri: I enkelt-krystal silicium trække processen, kvarts digelen tjener som en beholder for det smeltede polykrystallinske silicium. Dens høje renhed sikrer siliciumskivernes elektriske ydeevne og forhindrer tungmetalurenheder i at forurene krystallen.
  
  
• Halvlederfelt: Med udviklingen af avancerede processer stilles der højere krav til overfladens planhed og sporstofkontrol af kvarts digels for at imødekomme produktionen af store wafers såsom 12-tommer wafers.
  
  
• Analytiske eksperimenter med høj temperatur: I laboratoriet er kvartsdigler modstandsdygtige over for de fleste syrer (undtagen flussyre), hvilket gør dem til et ideelt valg til stærk syreprøvefordøjelse.
  
  

III. Udvælgelse og vedligeholdelse: Hvordan forlænges levetiden for kvartsdigler?

For at sikre produktionseffektivitet og reducere omkostninger er den korrekte brug af kvartsdigler afgørende:

• Forhindrer fingeraftrykskontaminering: Saltene i håndsveden indeholder alkalimetalioner, som fremskynder krystallisationen af kvartsdigelen ved høje temperaturer (dvs. forekomsten af hvide pletter), hvilket i alvorlig grad forkorter dens levetid. Støvfri handsker skal bæres under monteringen.
  
  
• Styr temperaturen strengt: Selvom kvartsdigler er modstandsdygtige over for høje temperaturer, kan langvarig drift ved ekstreme temperaturer føre til blødgøring og deformation.
  
  
• Undgå fysisk påvirkning: Kvarts er skørt, og enhver mindre mekanisk skade kan udvikle sig til revner under højtemperaturopvarmning.
  
  

Selvom siliciumdioxid er deres almindelige basismateriale, repræsenterer kvartsdigler det højeste niveau af dette materiale i industrielle applikationer. I moderne højteknologiske produktionslinjer med strenge krav til renhed og temperaturbestandighed er valg af højkvalitets kvartsdigler nøglen til at sikre udbytte.