Sự khác biệt giữa nồi nấu kim loại thạch anh và nồi nấu kim loại silica là gì?

Về cơ bản, nồi nấu kim loại thạch anh là một dạng cao cấp của nồi nấu kim loại silic; cả hai đều có silica là thành phần hóa học cốt lõi. Tuy nhiên, trong các ứng dụng công nghiệp, sự khác biệt chính của chúng nằm ở độ tinh khiết, tính minh bạch và quy trình sản xuất. Những gì thường được gọi là nồi nấu kim loại silic có thể chứa các sản phẩm silic nung chảy cấp độ gốm hoặc độ tinh khiết thấp hơn, trong khi một nồi nấu thạch anh đặc biệt đề cập đến một thùng chứa chính xác được làm từ thạch anh tự nhiên hoặc tổng hợp có độ tinh khiết cao, có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn và hàm lượng tạp chất cực thấp. Nó là vật tư tiêu hao quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn và kéo silicon đơn tinh thể.

I. Sự khác biệt giữa Nồi nấu kim loại thạch anh và Nồi nấu kim loại Silica thông thường

Mặc dù chúng có cùng công thức hóa học nhưng sự khác biệt về tính chất vật lý sẽ quyết định các kịch bản ứng dụng khác nhau của chúng:

• Mức độ tinh khiết: Nồi nấu kim loại thạch anh yêu cầu độ tinh khiết cực cao, đặc biệt đối với việc kéo đơn tinh thể quang điện, trong đó hàm lượng silica cần phải trên 99,9%. Nồi nấu kim loại thông thường có thể chứa nhiều tạp chất kim loại hơn như nhôm, magiê và canxi, và chủ yếu được sử dụng để nấu chảy kim loại nói chung hoặc xử lý vật liệu chính.
  
  
• Ngoại hình và cấu trúc:
  Nồi nấu kim loại thạch anh trong suốt: Có bề ngoài hoàn toàn trong suốt và dẫn nhiệt đồng đều hơn.
  Nồi thạch anh đục (màu trắng sữa): Chứa số lượng lớn bọt khí, chủ yếu dùng để cách nhiệt và tản nhiệt.
  Các chén nung silic thông thường có thể có kết cấu gần giống gốm hơn và thiếu độ trong suốt như pha lê của thạch anh.
  
  
• Hệ số giãn nở nhiệt: Nồi nấu kim loại thạch anh có hệ số giãn nở nhiệt cực thấp, nghĩa là chúng có thể duy trì sự ổn định về cấu trúc và ít bị nứt khi thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt (làm mát và sưởi ấm nhanh).
  

II. Ưu điểm cốt lõi và kịch bản ứng dụng của nồi nấu kim loại thạch anh

Là “người hùng hậu trường” trong ngành công nghiệp bán dẫn và năng lượng mới, nồi nấu kim loại thạch anh không thể thay thế trong các lĩnh vực sau do tính chất vật lý và hóa học độc đáo của chúng:

• Công nghiệp quang điện: Trong quá trình kéo silicon đơn tinh thể, nồi nấu kim loại thạch anh đóng vai trò là vật chứa silicon đa tinh thể nóng chảy. Độ tinh khiết cao của nó đảm bảo hiệu suất điện của các tấm silicon và ngăn chặn các tạp chất kim loại nặng làm nhiễm bẩn tinh thể.
  
  
• Trường bán dẫn: Với sự phát triển của các quy trình tiên tiến, nhu cầu cao hơn được đặt ra về độ phẳng bề mặt và kiểm soát nguyên tố vi lượng của nồi nấu thạch anhs để đáp ứng việc sản xuất các tấm bán dẫn có kích thước lớn như tấm bán dẫn 12 inch.
  
  
• Thí nghiệm phân tích nhiệt độ cao: Trong phòng thí nghiệm, chén nung thạch anh có khả năng kháng hầu hết các axit (trừ axit flohydric), khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng để phân hủy mẫu axit mạnh.
  
  

III. Lựa chọn và bảo trì: Làm thế nào để kéo dài tuổi thọ của nồi nấu kim loại thạch anh?

Để đảm bảo hiệu quả sản xuất và giảm chi phí, việc sử dụng đúng chén nung thạch anh là rất quan trọng:

• Ngăn ngừa ô nhiễm dấu vân tay: Muối trong mồ hôi tay có chứa các ion kim loại kiềm, làm tăng tốc độ kết tinh của nồi nấu kim loại thạch anh ở nhiệt độ cao (tức là xuất hiện các đốm trắng), làm giảm đáng kể tuổi thọ sử dụng của nó. Phải đeo găng tay chống bụi trong quá trình lắp đặt.
  
  
• Kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ: Mặc dù chén nung thạch anh có khả năng chịu nhiệt độ cao nhưng hoạt động kéo dài ở nhiệt độ khắc nghiệt có thể dẫn đến mềm và biến dạng.
  
  
• Tránh tác động vật lý: Thạch anh rất giòn và bất kỳ hư hỏng cơ học nhỏ nào cũng có thể phát triển thành các vết nứt trong quá trình nung ở nhiệt độ cao.
  
  

Mặc dù silicon dioxide là vật liệu cơ bản phổ biến của chúng, nồi nấu kim loại thạch anh đại diện cho mức độ cao nhất của vật liệu này trong các ứng dụng công nghiệp. Trong các dây chuyền sản xuất công nghệ cao hiện đại với yêu cầu khắt khe về độ tinh khiết và khả năng chịu nhiệt độ, việc lựa chọn chén nung thạch anh chất lượng cao là chìa khóa để đảm bảo năng suất.