Jaký je rozdíl mezi křemenným kelímkem a křemičitým kelímkem?

V podstatě je křemenný kelímek vysoce kvalitní formou křemenného kelímku; oba mají oxid křemičitý jako svou hlavní chemickou složku. V průmyslových aplikacích však jejich hlavní rozdíly spočívají v čistotě, průhlednosti a výrobním procesu. To, co se běžně nazývá kelímek na bázi oxidu křemičitého, může obsahovat keramické produkty nebo produkty taveného oxidu křemičitého nižší čistoty, zatímco křemenný kelímek konkrétně odkazuje na přesnou nádobu vyrobenou z vysoce čistého přírodního nebo syntetického křemene, která má vyšší teplotní odolnost a extrémně nízký obsah nečistot. Jedná se o kritický spotřební materiál při tažení monokrystalů křemíku a výrobě polovodičů.

I. Rozdíly mezi křemennými kelímky a obyčejnými křemičitými kelímky

Přestože mají stejný chemický vzorec, rozdíly v jejich fyzikálních vlastnostech určují jejich různé scénáře použití:

• Úroveň čistoty: Křemenné kelímky vyžadují extrémně vysokou čistotu, zejména pro fotovoltaické tažení monokrystalů, kde obsah oxidu křemičitého musí být vyšší než 99,9 %. Obyčejné křemenné kelímky mohou obsahovat více kovových nečistot, jako je hliník, hořčík a vápník, a používají se hlavně pro obecné tavení kovů nebo zpracování primárních materiálů.
  
  
• Vzhled a struktura:
  Transparentní křemenný kelímek: Má zcela průhledný vzhled a rovnoměrnější vedení tepla.
  Neprůhledný (mléčně bílý) křemenný kelímek: Obsahuje velké množství vzduchových bublin, které se používají hlavně pro tepelnou izolaci a rozptyl tepla.
  Obyčejné křemenné kelímky mohou mít texturu bližší keramice a postrádají křišťálově čistou průhlednost křemene.
  
  
• Koeficient tepelné roztažnosti: Křemenné kelímky mají extrémně nízký koeficient tepelné roztažnosti, což znamená, že si mohou zachovat strukturální stabilitu a jsou méně náchylné k praskání při extrémních změnách teploty (rychlé ochlazování a zahřívání).
  

II. Hlavní výhody a aplikační scénáře křemenných kelímků

Jako „hrdina ze zákulisí“ v polovodičovém a novém energetickém průmyslu jsou křemenné kelímky díky svým jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem nenahraditelné v následujících oborech:

• Fotovoltaický průmysl: V procesu tažení monokrystalu křemíku slouží křemenný kelímek jako nádoba pro roztavený polykrystalický křemík. Jeho vysoká čistota zajišťuje elektrický výkon křemíkových plátků a zabraňuje nečistotám těžkých kovů kontaminovat krystal.
  
  
• Polovodičové pole: S rozvojem pokročilých procesů jsou kladeny vyšší nároky na rovinnost povrchu a kontrolu stopových prvků křemenný kelímeks pro výrobu velkých waferů, jako jsou 12palcové wafery.
  
  
• Vysokoteplotní analytické experimenty: V laboratoři jsou křemenné kelímky odolné vůči většině kyselin (kromě kyseliny fluorovodíkové), díky čemuž jsou ideální volbou pro silné kyselé trávení vzorků.
  
  

III. Výběr a údržba: Jak prodloužit životnost křemenných kelímků?

Pro zajištění efektivity výroby a snížení nákladů je zásadní správné používání křemenných kelímků:

• Zabraňte kontaminaci otisků prstů: Soli v potu rukou obsahují ionty alkalických kovů, které urychlují krystalizaci křemenného kelímku při vysokých teplotách (tj. vznik bílých skvrn), čímž výrazně zkracují jeho životnost. Při instalaci je nutné používat bezprašné rukavice.
  
  
• Přísně kontrolujte teplotu: Přestože jsou křemenné kelímky odolné vůči vysokým teplotám, dlouhodobý provoz při extrémních teplotách může vést ke změknutí a deformaci.
  
  
• Vyhněte se fyzickému nárazu: Křemen je křehký a každé drobné mechanické poškození se může při vysokoteplotním ohřevu rozvinout v praskliny.
  
  

Ačkoli je jejich běžným základním materiálem oxid křemičitý, křemenné kelímky představují nejvyšší úroveň tohoto materiálu v průmyslových aplikacích. V moderních high-tech výrobních linkách s přísnými požadavky na čistotu a teplotní odolnost je výběr vysoce kvalitních křemenných kelímků klíčem k zajištění výtěžnosti.