Anzahl Durchsuchen:0 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2023-05-04 Herkunft:中国粉体网
Solarzellen aus polykristallinem Silizium sind das am weitesten verbreitete und ausgereifteste Produkt in der Solarzellentechnologie.Allerdings stellt der Behälter, der das Polysilizium enthält, beim Schmelzen von Polysiliziumbarren hohe Anforderungen.Als feuerfestes Material, das Temperaturschwankungen standhält, gilt Quarzglaskeramik als der perfekte Behälter für Polysiliziumbarren.
Quarzglaskeramik besteht aus Quarzglas oder Quarzglas als Rohmaterial. Die durch Mahlen, Formen, Sintern und andere Verfahren hergestellten Produkte sind eine neue Art hochreiner und hochtemperaturbeständiger Quarzmaterialien, auch Quarzglas-Sinterprodukte genannt Glaskeramik.
Quarzkeramik kann im Vergleich zu Quarzglas als umfassende Weiterentwicklung von Quarzglas angesehen werden.Die hervorragenden Eigenschaften von Quarzglaskeramiken spiegeln sich vor allem in folgenden Aspekten wider:
(1) Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, außer dass 300 °C heiße konzentrierte Phosphorsäure und Flusssäure damit reagieren können, es reagiert fast nicht mit anderen Säuren und Basen.
(2) Gute Thermoschockbeständigkeit: Proben, die mehr als 30 Mal einem Thermoschock von 25℃-1100℃ ausgesetzt sind, erzeugen keine Mikrorisse oder Oberflächenabplatzungen.
(3) Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist niedrig, die Temperatur beträgt 0℃-800℃, der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt nur 0,54X10-6/℃, daher, wenn die Quarzglaskeramik in diesem Temperaturbereich verwendet wird, das Volumen Die Änderung ist gering, die Temperaturwechselbeständigkeit ist gut, so dass die Quarzglaskeramik die raue Einsatzumgebung übersteht.
(4) Quarzglaskeramik weist eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, Dielektrizitätskonstante und einen Dielektrizitätsverlust auf, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 2,09 W/mK, die Dielektrizitätskonstante beträgt 3,1–3,8, der Dielektrizitätsverlust beträgt 4X10–4.
(5) Gute Isolierung, Widerstand bei Raumtemperatur 1015 Ω.
(6) Die Biegefestigkeit von Quarzglaskeramik nimmt mit steigender Temperatur zu.Die Biegefestigkeit bei 1000 °C ist 30–60 % höher als bei Raumtemperatur.Dies liegt daran, dass die Atommigrationsgeschwindigkeit in Quarzglaskeramik bei hohen Temperaturen zunimmt, wodurch ein Teil der Rissspitze stumpf wird und sich somit die Biegefestigkeit erhöht.
In den 1960er Jahren wurde die Quarzglaskeramik erstmals vom Georgia Institute of Technology in den USA entwickelt.Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften ist es in den entwickelten Ländern sehr beliebt und wird in den entwickelten Industriestädten der Vereinigten Staaten, Japans, Frankreichs und anderer Länder schnell gefördert und eingesetzt.Auch in unserem Land wurde 1972 mit der Produktion und Nutzung begonnen.
Die weltweit führenden Länder in der Verarbeitungstechnologie für geschmolzenes Quarz sind die Vereinigten Staaten, Deutschland, Japan und Russland, aber alle führen eine Technologieblockade gegen unser Land durch, inländische Einschränkungen durch Reinigungstechnologie und Kosten, eine großtechnische Produktion von geschmolzenem Quarz mit SiO2-Gehalt war nicht möglich Durchbruch von 99,99 %, konfrontiert mit geringer Wertschöpfung der Produkte, hohem Energieverbrauch, vorherrschenden Umweltproblemen, schwerwiegender Ressourcenverschwendung und anderen Problemen.
Derzeit umfassen die Herstellungsmethoden für Quarzglaskeramiken hauptsächlich Gelspritzguss, Verfugungsformen, isostatisches Pressformen und Heißdruckgussformen, wobei Gelspritzguss eines der in China am häufigsten verwendeten Verfahren ist.
4.1 Vergussformteil
Das Verfugen ist ein Produktionsprozess, bei dem Materialien in die Lösung einiger wasserlöslicher organischer Substanzen gegeben, gleichmäßig gerührt und zu einer Aufschlämmung geformt und dann in die poröse Form (im Allgemeinen Gipsform) eingespritzt werden.Die Kapillarkraft der porösen Form und die Wasserabsorptionsfunktion von Gips werden genutzt, um die Feuchtigkeit in der Aufschlämmung zu absorbieren und die Bildung der Aufschlämmung zu bewirken.
Das Verfahren zur Herstellung von Quarzglaskeramik durch Verfugen ist einfach, kostengünstig und eignet sich für die Herstellung von Produkten mit komplexen Formen.Es gibt jedoch einige Probleme wie lange Umformzeiten und eine schlechte Gleichmäßigkeit des Knüppels.
4.2 Spritzguss
Beim Spritzgießen werden Keramikpulver und Lösungsmittel zu einer bestimmten Beschaffenheit und Funktion des organischen Trägers hinzugefügt, gleichmäßig erhitzt und durch die Ausrüstung mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in die Form geleitet, um die Probe natürlich formen zu lassen und schließlich die organische Substanz in die Form zu bringen Körper des Knüppels durch eine komplexere chemisch-physikalische Methode loszuwerden.
Beim Spritzgießen kann es sich um eine groß angelegte Produktion und Automatisierung handeln, aber die Probe erzeugt leicht Fehler, die Erfolgsquote des Produkts ist gering und das organische Bindemittel im Spritzgussverfahren haftet an der Form und ist besonders schwer zu entfernen .
4.3 Art der Kondensateinspritzung
Das Gelsystem wird in die geschmolzene Quarzaufschlämmung eingebracht, um eine dreidimensionale Netzwerkstruktur zu bilden, sodass die Keramikpartikel vor Ort zu einem Rohling ausgehärtet werden können.Bei der In-situ-Härtung sollen die Partikel in der ursprünglichen Position der Suspension gehalten werden, wobei auf die Kraft zwischen den Partikeln und dem Gelsystem zurückgegriffen wird, so dass die Aufschlämmung von flüssig zu fest wird, um den Körper zu erhalten.
Beim Spritzgießen handelt es sich um eine Art Formverfahren, das dem Verfugen und Spritzgießen ähnelt.Verglichen mit dem Verfugungsformen sind die durch Spritzgießen hergestellten Produkte innen gleichmäßiger, präziser und nahezu endformatig geformt.Im Vergleich zum Spritzgießen bietet das Spritzgießen weitere Vorteile.Beim Spritzgießen sind keine teuren Formen erforderlich, es benötigt nur eine geringe Menge organischer Stoffe und kann als Medium Wasser für die automatisierte Produktion verwendet werden.
4.4 Warmdruckguss
Beim Heißdruckguss werden die rheologischen Eigenschaften organischer Stoffe (hauptsächlich Paraffin) bei hoher Temperatur genutzt, um die Aufschlämmung in die Paraffinform zu gießen.Im Allgemeinen wird die Aufschlämmung durch Erhitzen in einen geschmolzenen Zustand versetzt.Nach dem Abkühlen wird es in der Metallform zusammengefügt, um zu einem Rohling zu erstarren.
Der Vorgang des Heißdruckgießens ist einfach, die Umformzeit ist kurz, die Umformprodukte erfordern im Grunde keine Nachbearbeitung, die Sinterprodukte haben eine gute Dichte.Aufgrund der oben genannten Vorteile ist das Heißdruckgießen weit verbreitet.
Der Heißdruckgussprozess ist jedoch komplex, erfordert einen hohen Energieverbrauch, die Kosten sind relativ hoch und die Menge an Paraffin und Tensid (Ölsäure, Stearinsäure) wirkt sich auch auf die Fließfähigkeit des geschmolzenen Quarzes und die Festigkeit des Knüppels aus beeinflussen den Umformprozess.
Quarzglaskeramik weist eine starke Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit, eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine hervorragende Leistung auf und wird als Struktur- und Funktionsmaterial in der Glasindustrie, Metallurgieindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie, Polysiliziumindustrie, Elektronikindustrie und vielen anderen Bereichen eingesetzt.
5.1 Glasindustrie
In der Glasindustrie wird es aufgrund der guten thermischen Stabilität von Quarzglaskeramikprodukten als Quarzglaswalze, Luftdüse, keramischer Innengießbecher, Rammstein in Floatglas usw. verwendet.
5.2 Metallurgische Industrie
In der metallurgischen Industrie werden geschmolzene Quarzkeramiken aufgrund ihrer hohen Festigkeit, geringen Wärmeausdehnung, guten Temperaturwechselbeständigkeit und anderer hervorragender Eigenschaften als Steigrohr für geschmolzenen Quarz, Düse für geschmolzenen Quarz usw. verwendet.
5.3 Luft- und Raumfahrtindustrie
In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden Quarzglaskeramikprodukte als Raketenradome verwendet und erfüllen aufgrund ihres geringen Verlusts und ihrer geringen Verzerrung bei der Radarwellenübertragung die Anforderungen an die Form und Festigkeit von Raketen.
5.4 Polysiliziumindustrie
In der Polysiliziumindustrie ist der Quarzglaskeramiktiegel ein unverzichtbarer Bestandteil für die Herstellung von Solar-Polysiliziumbarren.Da die Zusammensetzung des Quarzglaskeramiktiegels der von Polysilizium ähnelt, weist er einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine gute Temperaturwechselbeständigkeit sowie eine hohe Volumendichte und Biegefestigkeit auf.Gleichzeitig ist der Tiegel ein Einweg-Verbrauchsmaterial bei der Herstellung von Polysiliziumbarren, und die Quarzglaskeramikprodukte können auch viel Kosten sparen.
5.5 Elektrotechnikindustrie
In der Elektroindustrie werden Quarzglaskeramikprodukte aufgrund ihrer hohen Durchbruchspannung, ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstante, ihres geringen Verlustwinkelwerts, ihrer guten Thermoschockstabilität und anderer Vorteile häufig als Isolierungsabdeckung für Gasentladungsräume, Umleitungsheizgeräte usw. verwendet. Komponenten für Gaslaser-Entladungsräume.
