Le quartz subit plusieurs changements lorsqu'il est chauffé, ce qui peut avoir des effets importants sur la production de silicium (Si).
5 changements clés dans le quartz pendant le chauffage et leur impact sur la production de silicium
1. Ramollissement et dilatation thermique
Le quartz, en particulier le quartz fondu, a un point de ramollissement élevé (environ 1 270 degrés Celsius) et un faible coefficient de dilatation thermique.
Toutefois, une exposition prolongée à des températures proches de son point de ramollissement peut entraîner un ramollissement du quartz.
Cela peut entraîner des déformations ou des modifications de sa forme et de sa structure.
Ceci est critique dans des applications telles que le four à micro-ondes, où le tube de quartz ne doit pas être utilisé pendant plus de 3 heures à 1200 degrés Celsius afin d'éviter tout dommage.
2. Recristallisation et formation de carbure de silicium
Au cours des processus à haute température, le quartz peut subir une recristallisation, formant de fins grains de carbure de silicium.
Ce processus est crucial pour la formation des éléments chauffants en carbure de silicium.
Le nombre de connexions formées entre les grains a un impact direct sur la résistance électrique du matériau.
Plus il y a de connexions, plus la résistance est faible, ce qui est essentiel pour le bon fonctionnement des éléments chauffants.
3. Pureté et stabilité chimique
La grande pureté du quartz est vitale pour la fabrication des semi-conducteurs.
Le quartz utilisé dans cette industrie doit avoir une teneur en SiO2 extrêmement élevée (au moins 99,9 %) afin d'éviter l'introduction de métaux nocifs au cours du processus de fabrication.
Les modifications du quartz dues au chauffage peuvent potentiellement affecter sa pureté.
Cela pourrait entraîner une contamination lors de la production de silicium.
4. Résistance aux chocs thermiques et à la corrosion
Le quartz est connu pour sa résistance aux chocs thermiques et à la corrosion.
Cependant, un chauffage inapproprié ou des changements rapides de température peuvent compromettre ces propriétés.
Cela peut entraîner des fissures ou d'autres formes de dégradation.
Cela peut affecter la longévité et les performances des composants en quartz dans les environnements à haute température, tels que les fours utilisés dans la production de silicium.
5. Propriétés optiques et électriques
Le quartz est très transparent et possède d'excellentes propriétés d'isolation électrique.
Le chauffage peut altérer ces propriétés.
Cela peut potentiellement affecter les performances du quartz dans les applications où la clarté optique ou l'isolation électrique sont cruciales.
Par exemple, dans les fours à tubes à micro-ondes, toute dégradation des propriétés optiques du quartz peut avoir un impact sur l'efficacité du four.
Conclusion
Les modifications du quartz au cours du chauffage sont importantes et peuvent avoir un impact direct sur la production de silicium en affectant la pureté, l'intégrité structurelle et les propriétés fonctionnelles du quartz.
Un contrôle adéquat des processus de chauffage et l'entretien des composants du quartz sont essentiels pour garantir les performances optimales du quartz dans la production de silicium et d'autres applications industrielles à haute température.
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