يخضع الكوارتز للعديد من التغييرات عند تسخينه، والتي يمكن أن يكون لها تأثيرات كبيرة على إنتاج السيليكون (Si). فيما يلي شرح مفصل:
ملخص:
يمكن أن يؤدي تسخين الكوارتز إلى تغيرات في خواصه، بما في ذلك التليين وإعادة التبلور المحتملة، والتي يمكن أن تؤثر على نقاء الكوارتز ووظائفه في مختلف التطبيقات الصناعية، وخاصة في إنتاج السيليكون.
-
شرح تفصيلي:التليين والتمدد الحراري:
-
الكوارتز، وخاصة الكوارتز المصهور، لديه نقطة تليين عالية (حوالي 1270 درجة مئوية) ومعامل تمدد حراري منخفض. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة قريبة من نقطة التليين إلى تليين الكوارتز، مما قد يؤدي إلى تشوه أو تغيرات في شكله وبنيته. وهذا أمر بالغ الأهمية في تطبيقات مثل فرن أنبوب الميكروويف، حيث لا ينبغي استخدام أنبوب الكوارتز لأكثر من 3 ساعات عند 1200 درجة مئوية لمنع حدوث تلف.
-
إعادة التبلور وتكوين كربيد السيليكون:
-
أثناء العمليات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يمكن أن يخضع الكوارتز لعملية إعادة التبلور، مما يشكل حبيبات دقيقة من كربيد السيليكون. وتعد هذه العملية حاسمة في تكوين عناصر تسخين كربيد السيليكون، حيث يؤثر عدد الوصلات المتكونة بين الحبيبات بشكل مباشر على المقاومة الكهربائية للمادة. يؤدي المزيد من الوصلات إلى مقاومة أقل، وهو أمر ضروري لعمل عناصر التسخين بكفاءة.النقاء والاستقرار الكيميائي:
-
النقاء العالي للكوارتز أمر حيوي في صناعة أشباه الموصلات. يجب أن يحتوي الكوارتز المستخدم في هذه الصناعة على نسبة عالية للغاية من SiO2 (99.9% على الأقل) لمنع إدخال المعادن الضارة أثناء عملية التصنيع. يمكن أن تؤثر التغييرات في الكوارتز بسبب التسخين على نقاوته، مما قد يؤدي إلى تلوث في إنتاج السيليكون.
مقاومة الصدمات الحرارية والتآكل:
يشتهر الكوارتز بمقاومته للصدمات الحرارية والتآكل. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التسخين غير السليم أو التغيرات السريعة في درجات الحرارة إلى الإضرار بهذه الخصائص، مما قد يؤدي إلى تشققات أو أشكال أخرى من التدهور. يمكن أن يؤثر ذلك على طول عمر وأداء مكونات الكوارتز في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، مثل الأفران المستخدمة في إنتاج السيليكون.
