Come vengono prodotti i crogioli al quarzo?

Crogioli al quarzo sono materiali di consumo essenziali nei settori dei semiconduttori e del fotovoltaico e il loro processo di produzione incide direttamente sulla qualità e sul costo della crescita dei cristalli di silicio. La purezza delle materie prime e il controllo del processo sono particolarmente critici nella produzione di crogioli di quarzo per silicio monocristallino. Quindi, come vengono effettivamente realizzati questi componenti chiave? Di seguito vengono descritti due principali metodi di produzione per fornire una comprensione più intuitiva del processo di produzione dei crogioli di quarzo opaco per il fotovoltaico.

Principali Processi Produttivi di Crogioli al quarzo

Attualmente esistono due metodi di produzione comunemente utilizzati: stampaggio con impasto liquido e solidificazione per iniezione (stampaggio ad iniezione). Sebbene entrambi abbiano lo stesso scopo, ovvero produrre crogioli di quarzo ad elevata purezza, differiscono nei flussi di processo specifici e nelle caratteristiche del prodotto finito.

1. Stampaggio dei liquami

Questo è un metodo tradizionale per produrre crogioli di quarzo e silicio monocristallino per celle solari e il processo è relativamente maturo.

Preparazione della materia prima

Selezionare la sabbia di quarzo di elevata purezza, macinarla in una polvere fine, mescolarla con un legante e altri materiali ausiliari e preparare un impasto con un certo grado di fluidità.

Stampaggio

L'impasto liquido viene versato in uno stampo rotante e distribuito uniformemente lungo la parete dello stampo utilizzando la forza centrifuga per formare il corpo del crogiolo. Questo processo richiede un controllo preciso dell'uniformità dell'impasto liquido e della velocità di rotazione dello stampo per garantire uno spessore di parete costante.

Essiccazione e sformatura

Il corpo formato viene pre-asciugato nello stampo e accuratamente sformato una volta raggiunta la resistenza richiesta.

Sinterizzazione

Il corpo viene sinterizzato in un forno ad alta temperatura, consentendo alle particelle di quarzo di legarsi ad alte temperature, formando una struttura densa. La temperatura e il tempo di sinterizzazione influiscono direttamente sulle prestazioni del prodotto finito.

2. Metodo di solidificazione per iniezione

Si tratta di un processo più nuovo che si è sviluppato rapidamente negli ultimi anni ed è particolarmente adatto per la produzione di crogioli di quarzo fotovoltaici su larga scala.

Preparazione del liquame

Simile al metodo dell'impasto liquido, pone maggiore enfasi sulla fluidità e sulle proprietà di solidificazione dell'impasto liquido. La polvere di quarzo viene miscelata con uno speciale agente gelificante per formare un impasto iniettabile.

Stampaggio ad iniezione

L'impasto viene iniettato in uno stampo preriscaldato utilizzando una macchina ad iniezione. In condizioni specifiche, l'impasto liquido gelifica rapidamente e forma la forma del crogiolo.

Essiccazione e sinterizzazione

Dopo la formatura, il crogiolo viene sottoposto ad essiccazione completa e sinterizzazione ad alta temperatura. A causa della formazione uniforme, la struttura del crogiolo dopo la sinterizzazione è più densa e uniforme.

Confronto dei processi

Indipendentemente dal metodo utilizzato, la produzione è di alta qualità crogioli di quarzo richiede un'elevata purezza delle materie prime e un meticoloso controllo del processo. I crogioli al quarzo sono insostituibili nei campi dei semiconduttori e del fotovoltaico, garantendo la produzione regolare di silicio monocristallino e la sua applicazione finale in altre catene industriali, come l'energia solare.