Quarz unterliegt beim Erhitzen mehreren Veränderungen, die sich erheblich auf die Herstellung von Silizium (Si) auswirken können. Hier ist eine detaillierte Erklärung:
Zusammenfassung:
Das Erhitzen von Quarz kann zu Veränderungen seiner Eigenschaften führen, einschließlich Erweichung und möglicher Rekristallisation, was sich auf die Reinheit und Funktionalität von Quarz in verschiedenen industriellen Anwendungen, insbesondere bei der Herstellung von Silizium, auswirken kann.
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Ausführliche Erläuterung:Erweichung und thermische Ausdehnung:
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Quarz, insbesondere Quarzglas, hat einen hohen Erweichungspunkt (etwa 1270 Grad Celsius) und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Bei längerer Einwirkung von Temperaturen nahe dem Erweichungspunkt kann Quarz jedoch erweichen, was zu Verformungen oder Veränderungen seiner Form und Struktur führen kann. Dies ist kritisch bei Anwendungen wie dem Mikrowellen-Rohrofen, wo das Quarzrohr nicht länger als 3 Stunden bei 1200 Grad Celsius verwendet werden sollte, um Schäden zu vermeiden.
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Rekristallisation und Bildung von Siliziumkarbid:
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Bei Hochtemperaturprozessen kann Quarz rekristallisieren und dabei feine Siliziumkarbidkörner bilden. Dieser Prozess ist entscheidend für die Bildung von Siliziumkarbid-Heizelementen, bei denen die Anzahl der zwischen den Körnern gebildeten Verbindungen einen direkten Einfluss auf den elektrischen Widerstand des Materials hat. Mehr Verbindungen führen zu einem geringeren Widerstand, der für das effiziente Funktionieren von Heizelementen unerlässlich ist.Reinheit und chemische Beständigkeit:
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Die hohe Reinheit von Quarz ist für die Halbleiterherstellung unerlässlich. Quarz, der in dieser Industrie verwendet wird, muss einen extrem hohen SiO2-Gehalt (mindestens 99,9 %) aufweisen, um die Einbringung schädlicher Metalle während des Herstellungsprozesses zu verhindern. Durch Erhitzung verursachte Veränderungen des Quarzes können seine Reinheit beeinträchtigen, was zu Verunreinigungen bei der Siliziumherstellung führen kann.
Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturschocks und Korrosion:
Quarz ist für seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturschocks und Korrosion bekannt. Unsachgemäße Erhitzung oder schnelle Temperaturwechsel können diese Eigenschaften jedoch beeinträchtigen, was zu Rissen oder anderen Formen der Zersetzung führen kann. Dies kann die Langlebigkeit und Leistung von Quarzkomponenten in Hochtemperaturumgebungen, wie z. B. Öfen in der Siliziumproduktion, beeinträchtigen.
