石英在加热时会发生几种变化,这些变化会对硅(Si)的生产产生重大影响。下面是详细的解释:
摘要:
加热石英会导致其性质发生变化,包括软化和潜在的再结晶,这会影响石英在各种工业应用中的纯度和功能,尤其是在硅的生产中。
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详细解释:软化和热膨胀:
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石英,尤其是熔融石英,具有较高的软化点(约 1270 摄氏度)和较低的热膨胀系数。然而,长时间暴露在接近软化点的温度下会导致石英软化,从而可能导致其形状和结构发生变形或变化。这一点在微波管炉等应用中至关重要,在这种应用中,石英管在 1200 摄氏度的温度下使用时间不得超过 3 小时,以防止损坏。
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再结晶和碳化硅的形成:
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在高温过程中,石英可能会发生再结晶,形成碳化硅细粒。这一过程对碳化硅加热元件的形成至关重要,晶粒之间形成的连接数量直接影响材料的电阻。连接越多,电阻越低,这对加热元件的高效运作至关重要。纯度和化学稳定性:
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高纯度石英对半导体制造至关重要。该行业使用的石英必须具有极高的 SiO2 含量(至少 99.9%),以防止在制造过程中引入有害金属。加热导致的石英变化可能会影响其纯度,从而导致硅生产过程中的污染。
抗热震性和腐蚀性:
众所周知,石英具有抗热震性和抗腐蚀性。然而,不适当的加热或快速的温度变化会损害这些特性,可能导致裂纹或其他形式的退化。这可能会影响石英元件在高温环境中的使用寿命和性能,例如硅生产中使用的熔炉。