Jak wyprodukować 99,995% SiO₂ kwarc dla przemysłu półprzewodnikowego/solarnego?

2026-01-25

Produkcja 99,995% czystego dwutlenku krzemu (SiO₂) kwarcu dla przemysłu półprzewodnikowego i słonecznego wymaga ściśle kontrolowanych procesów, aby osiągnąć rygorystyczne wymagania czystości dla materiałów elektronicznych. Poniżej znajdują się kluczowe etapy uzyskiwania ultrapurego kwarcu:

1. Wybór surowców

• Zacznij od naturalnego kwarcu o wysokiej czystości. Wybierz złoża kwarcu z minimalnym zanieczyszczeniem metalami ciężkimi, alkaliami i innymi zanieczyszczeniami.
• Pozyskuj kwarc z obszarów znanych z wysokiej jakości formacji geologicznych (takich jak Spruce Pine w USA, słynący z wysokiej jakości kwarcu).

2. Kruszenie i mielenie

• Rozkrusz i zmiel kwarc do pożądanej wielkości cząstek, używając sprzętu wykonanego z materiałów o wysokiej inercji, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Unikaj narzędzi zawierających metale, które mogą przenikać do materiału.

3. Chemiczne wstępne przygotowanie

• Lewacja kwasowa:Zanurz rozdrobniony kwarc w silnych kwasach (takich jak kwas fluorkowy, kwas siarkowy lub kwas solny), aby usunąć zanieczyszczenia powierzchniowe i nieczystości, takie jak żelazo i aluminium.
• Pranie:Po leachingu dokładnie umyj kwarc w ultra-czystej wodzie, aby usunąć resztki kwasów.

4. Leczenie termiczne

• Podgrzewaj kwarc w piecach wysokotemperaturowych (powyżej 1000°C), aby utlenić i odparować zanieczyszczenia. Należy zadbać o kontrolę atmosfery (np. wysokopurpurowego tlenu) podczas podgrzewania.

5. Oczyszczanie poprzez fuzję

• Dla kwarcu o ultra wysokiej czystości, stopić materiał w piecach łukowych elektrycznych wykonanych z materiałów o wysokiej czystości, takich jak grafit lub platyna.
• Podczas topnienia zanieczyszczenia są segregowane, a produkowane jest ultraczyste szkło kwarcowe.

6. Techniki separacji fizycznej

• Użyj zaawansowanych metod separacji fizycznej, takich jak flotacja lub separacja magnetyczna, aby usunąć pozostałe zanieczyszczenia metaliczne (np. żelazo lub tytan).
• Zastosuj separację według wielkości i gęstości, aby wyizolować ultrapure kryształy kwarcu.

7. Udoskonalanie za pomocą plazmy lub oczyszczania parą chemiczną

• Leczenie plazmą:Poddać cząstki kwarcu oczyszczaniu w plazmie, aby usunąć ślady lotnych zanieczyszczeń.
• Osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD)Alternatywne metody obejmują procesy CVD do osadzania warstw SiO₂ o wysokiej czystości.

8. Usuwanie Węgla

• Zagwarantuj usunięcie zanieczyszczeń organicznych i węglowych poprzez obróbkę kwarcu środkami utleniającymi w wysokich temperaturach.

9. Kontrola jakości i testowanie

• Zmierz czystość za pomocą precyzyjnych metod analitycznych, takich jak:
  • ICP-MS (Indukcyjnie Sprzężona Plazma Spektrometria Mas)
  • XRF (fluorescencja rentgenowska)
  • Techniki spektroskopowe.
• Zapewnij, aby obecność zanieczyszczeń śladowych (np. żelazo, tytan, metale alkaliczne) została zredukowana poniżej 10 ppm, a nawet do zakresu ppb.

10. Ostateczne Pakowanie

• Zapakuj kwarc w ultra-czyste pojemniki w kontrolowanym środowisku sali czystej (klasa ISO 5 lub lepszej), aby zapobiec zanieczyszczeniu po oczyszczeniu.

Rozważania dla przemysłu półprzewodnikowego/solarnego:

• Produkcja wafli krzemowych:Poza czystą produkcją SiO₂, kwarc może być przekształcany w wysokiej czystości krzem (Si) za pomocą procesów redukcyjnych, takich jak redukcja węglotermalna w piecach łukowych.
• Przemysł słoneczny:Ultra-czysty kwarc jest używany do produkcji polikrystalicznego krzemu dla ogniw fotowoltaicznych, co wymaga dalszych procesów, takich jak przetwarzanie Siemensa lub reaktory fluidyzacyjne.

Wyzwania:

• Utrzymanie ultra-wysokiego poziomu czystości wymaga rygorystycznej kontroli na każdym etapie, aby uniknąć kontaminacji.
• Dostępne złoża wysokopurystycznego kwarcu są ograniczone na całym świecie.
• Wydatki kapitałowe na zaawansowany sprzęt (np. oczyszczanie plazmowe, systemy CVD) są wysokie.

Poprzez stosowanie zaawansowanych technik oczyszczania i przestrzeganie rygorystycznej kontroli jakości, możliwe jest wyprodukowanie 99,995% SiO₂ kwarcu, który spełnia wymagania branży półprzewodników i energii słonecznej.

Firma Prominer (Szanghaj) Mining Technology Co., Ltd. specjalizuje się w dostarczaniu kompleksowych rozwiązań w zakresie przeróbki minerałów i zaawansowanych materiałów na całym świecie. Nasze główne obszary działania obejmują: przeróbka złota, wzbogacanie rud litu, minerały przemysłowe. Specjalizujemy się w produkcji materiałów anodowych i przeróbce grafitu.

Produkty obejmują: mielenie i klasyfikację, separację i odwadnianie, rafinację złota, przetwarzanie węgla/grafitu oraz systemyługowania.

Oferujemy kompleksowe usługi, w tym projektowanie inżynierskie, produkcję urządzeń, instalację oraz wsparcie operacyjne, wspierane przez konsultacje ekspertów 24/7.

Nasz adres strony internetowej:https://www.prominetech.com/
Naszy adres e-mail:[email protected]
Nasza sprzedaż:+8613918045927(Richard),+8617887940518(Jessica),+8613402000314(Bruno)