EN 
EN
DA
NL
FI
FR
DE
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
ID
SK
UK
VI
TH
TR
FA
BE
LA
UZ
Натуральное кварцевое стекло
Первая категория включает в себя плавление природных кварц кристаллов или кремния для производства натурального кварцевого стекла, который можно далее подразделить на такие методы, как «электрическая плавка», «газовое сжигание» и «плазменная плавка», основанные на источниках тепла и процессах.
В методе электроплавки порошкообразное кварцевое сырье в тигле плавится посредством электрического нагрева (включая резистивный нагрев и электромагнитный индукционный нагрев), после чего следует процесс быстрого охлаждения и стеклования с образованием кварцевого стекла14. Во время плавки структура кристалла кварца претерпевает фазовые переходы из β-кварца в α-кварц, затем в α-кристобалит (сопровождающиеся образованием аморфной фазы), пока не достигнет приблизительно 1723 °C, где начинает формироваться расплав кварца.
Кварцевый песок высокой чистоты
Процесс плавления кварцевого порошка обычно осуществляется в среде высокого вакуума (0.1~10 Па) для удаления выделяющегося в процессе газа и уменьшения содержания пузырьков в кварцевом стекле. Качество кварцевого стекла, полученного методом электроплавки, в основном зависит от чистоты сырья. Металлические примеси в кварцевом сырье обычно трудно удалить, поэтому металлические примеси в плавленом кварцевом стекле, как правило, высоки и их трудно контролировать. Влагу из кварцевого порошка можно эффективно удалить путем сушки, поэтому кварцевое стекло с низким содержанием гидроксила можно получить методом электроплавки.
Синтетическое кварцевое стекло
Вторая категория включает в себя синтез кварцевое стекло посредством химических реакций с использованием кремнийсодержащих соединений (например, галогенсиланов, гидросиланов и органосиликонов) в качестве сырья, называемого синтетическим кварцевым стеклом. На основе принципов реакции эта категория далее делится на три метода.
1) Плазмохимическое осаждение из паровой фазы (PCVD): Кремнийсодержащие соединения подвергаются термическому окислению в безводной среде с образованием SiO₂.
2) Осаждение пламенным гидролизом (FHD): Кремнийсодержащие соединения подвергаются гидролизу (часто сопровождающемуся окислением) в водородно-кислородном пламени.
3)Золь-гель метод: Кремнийсодержащие соединения подвергаются гидролизу в водной среде.
Среди них FHD является наиболее широко распространенной и зрелой промышленной технологией, охватывающей прямой синтез и косвенный синтез.
● Прямой синтез: высокотемпературный гидролиз приводит к образованию расплавленных частиц SiO₂, которые непосредственно осаждаются на подложку и охлаждаются для образования кварцевого стекла.
● Непрямой синтез: Низкотемпературный гидролиз генерирует частицы SiO₂, похожие на сажу, образуя пористое тело SiO₂. Это пористое тело подвергается дегидратации, легированию, спеканию и охлаждению для получения кварцевого стекла.
В промышленных приложениях обычно используется метод прямого синтеза — химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Методы непрямого синтеза включают модифицированные подходы, основанные на CVD, такие как двухэтапное CVD, аксиальное осаждение из паровой фазы (VAD) и внешнее осаждение из паровой фазы (OVD).
Эти методы различаются по процессам подготовки и конечным продуктам. Например, CVD и двухэтапное CVD в основном используются для производства крупногабаритных слитков кварцевого стекла, в то время как VAD и OVD в основном используются для изготовления заготовок оптического волокна из кварцевого стекла. Несмотря на эти различия, все эти методы в своей основе основаны на принципах Осаждания Гидролизом Пламени (FHD).
Слиток кварцевого стекла
Преформа оптического волокна
Метод термической модификации
В практических промышленных применениях «требования к форме» изделий из кварцевого стекла имеют решающее значение. Например, высокочистые «трубки из кварцевого стекла» и «стержни из кварцевого стекла» широко используются в «полупроводниковой промышленности». В результате «изменение формы изделия» (реформинг) имеет важное значение в производстве кварцевого стекла. В настоящее время «метод термического риформинга» является основным промышленным подходом для модификации кварцевое стекло изделия. Это включает нагревание кварцевого стекла до точки размягчения, а затем изменение его формы в соответствии с практическими потребностями.
Трубка из синтетического кварцевого стекла
По мере повышения температуры, кварцевое стекло Преформа размягчается, что позволяет вытягивать ее вниз с помощью тянущего устройства для формирования стержней или трубок из кварцевого стекла. Регулируя температуру печи и скорость вытягивания, можно производить стержни или трубки с различными диаметрами. Расположение катушек и структура печи индукционного нагрева значительно влияют на поле распределения температуры внутри печи. В практическом производстве строгий контроль этого температурного поля имеет важное значение для обеспечения качества изделий из кварцевого стекла.
Стержни и трубки из кварцевого стекла
(Детали на рисунке: 1-материнский стержень из кварцевого стекла; 2-нагревательный элемент; 3-материнский стержень из кварцевого стекла; 4-материнскую трубку из кварцевого стекла; 5-индукционная катушка; 6-трубку из кварцевого стекла; 7-трактор)
Компания Semixlab Technology Co., Ltd., основанная в 2018 году, является технологическим предприятием, специализирующимся на исследованиях и разработках, производстве и продаже передовых материалов. Она является ведущим мировым производителем полупроводниковых материалов.
