ما هو تأثير عناصر الشوائب على جودة منتجات الكوارتز عالية النقاء؟

عناصر الشوائب الرئيسية في الكوارتز هي Al ، Fe ، Ca ، Mg ، Li ، Na ، K ، Ti ، B ، H. عناصر الشوائب لها تأثير كبير على جودة منتجات الكوارتز عالية النقاء ، مثل المعادن القلوية ، والانتقال المعادن ، Al و P ، إلخ. محتوى العنصر هو مؤشر رئيسي للمواد الخام عالية النقاء الكوارتز. تختلف متطلبات محتوى عناصر الشوائب باختلاف استخدام زجاج الكوارتز المحضر ، ولكن الاتجاه العام هو أنه كلما انخفض كلما كان ذلك أفضل.

(1) العناصر المعدنية القلوية Li ، K ، Na

قلل درجة حرارة الخدمة والقوة الميكانيكية لزجاج الكوارتز ، وحفز تبلور زجاج الكوارتز في درجة حرارة عالية ، مما أدى إلى إزالة التزجيج وتشوه درجات الحرارة العالية لزجاج الكوارتز. يعد تقليل محتوى العناصر المعدنية القلوية مفيدًا لزيادة نقطة التليين لبوتقة الكوارتز عالية النقاء ، وتعزيز مقاومة تشوه بوتقة الكوارتز ، وتحسين إنتاجية البلورات المفردة.

يتطلب الرمل القياسي IOTA أن يكون مجموع العناصر المعدنية القلوية 2.4 × 10-6 ، ويتطلب الكوارتز عالي النقاء المطلوب لأنابيب المعالجة ومعالجة رقاقة السيليكون وكتل الكوارتز وبوتقات أشباه الموصلات للسيليكون البلوري الأحادي مجموع <1.4 × 10-6 ، تتطلب بوتقة تشيكوسلوفاكيا من نوع تشيكوسلوفاكيا مجموعها <0.5 × 10-6 ، ويتطلب رمل الكوارتز عالي النقاء للغاية لرقائق السيليكون 12 بوصة أو أكبر مجموعها <0.08 × 10-6.

(2) العناصر المعدنية الانتقالية Cr ، Cu ، Fe

ينتج زجاج الكوارتز بقع ملونة أو يتسبب في تغير لون زجاج الكوارتز بدرجة حرارة عالية ، مما يؤثر على نفاذية الضوء ويقلل من موثوقية الجهاز واستقراره. في تطبيق الألياف الضوئية ، سوف يتسبب ذلك في تفاوت مجهري ، ويزيد من فقدان الألياف ، بل ويؤدي إلى تشويه الإشارة. في تطبيقات أشباه الموصلات ، يمكن أن تعزز الكميات الدقيقة من العناصر المعدنية الانتقالية في المنتج نمو البلورات.

(3) Al and P

سيؤدي دخول شبكة الكوارتز إلى إنتاج روابط كيميائية قوية ، مما سيؤثر على موصلية منتجات الكوارتز ، وفي الوقت نفسه ، يعزز تأثير التبلور لزجاج الكوارتز ويقلل من عمر الخدمة. كمية صغيرة من Al لن تؤثر على جودة منتجات الكوارتز عالية النقاء. يتطلب الرمل القياسي IOTA محتوى عنصر Al (12 ~ 18) × 10-6 ، لكن كمية صغيرة من Al في الألياف الضوئية ستقلل من انتقال الضوء من زجاج الكوارتز. سيؤثر وجود عنصر P بشكل خطير على سحب السيليكون البلوري الأحادي ، وبالتالي فإن بوتقة الكوارتز عالية النقاء لها متطلبات عالية لـ P ، ويجب أن يكون محتوى عنصر P أقل من 0.04 × 10-6.