কোয়ার্টজের গলনাঙ্ক: অ্যাপ্লিকেশন, নির্বাচনের মানদণ্ড এবং ব্যবহারিক নির্দেশিকা

একটি 1,200 ডিগ্রি সেলসিয়াস টিউব ফার্নেসের সাইজিং একজন প্রসেস ইঞ্জিনিয়ার সাধারণত ক্রয় অর্ডার বের হওয়ার আগে দুটি প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করেন: কোয়ার্টজের গলনাঙ্ক কী এবং টিউবটি গরম হয়ে গেলে আসলে কী করবে। প্রথম উত্তরটি সংক্ষিপ্ত — স্ফটিক কোয়ার্টজ 1670 °C এবং 1713 °C এর মধ্যে কোথাও গলে যায়, কোন স্ফটিক ফর্ম এবং কোন পরিমাপের পথটি উদ্ধৃত করা হয়েছে তার উপর নির্ভর করে। দ্বিতীয় উত্তরটি হল যে চুল্লিটি তিন বছর বা তিন মাস চলবে তা নির্ধারণ করে।

এখানে আমরা গ্রাহকদের কাজের উত্তর দিই: কোয়ার্টজ গ্লাস তার গলনাঙ্কে ব্যর্থ হয় না। এটি ব্যর্থ হয় যেখানে এটি স্যাগ, ডিভিট্রিফাই বা স্ফটিক হয়ে যায় এবং স্ট্যান্ডার্ড ট্রান্সপারেন্ট ফিউজড কোয়ার্টজের জন্য যে পয়েন্টটি 1100 °C এবং 1200 °C এর মধ্যে অবিচ্ছিন্ন পরিচর্যায় আসে। এই প্রবন্ধের বাকি অংশটি সেই ব্যবধানটি ব্যাখ্যা করে, কারণ সেই ফাঁকটি যেখানে প্রতিটি ক্রয়ের সিদ্ধান্ত বাস্তবে বাস করে।

কোয়ার্টজের গলনাঙ্ক: 1670 °C, প্লাস তিনটি তাপমাত্রা যা আপনার প্রক্রিয়া নির্ধারণ করে

1670 °C চিত্রটি স্ফটিক কোয়ার্টজকে বর্ণনা করে — খনিজ, যা SiO4 টেট্রাহেড্রার একটি অর্ডারকৃত জালি সহ। এটি গরম করা একটি একক পরিষ্কার ঘটনা নয়। 573 °C এ আলফা-টু-বিটা ইনভার্সন একটি কাঠামোগত ফ্লিপ যা বেশিরভাগ ফার্নেস ব্যবহারকারীরা কখনই লক্ষ্য করেন না, কারণ তারা ক্রিস্টালের পরিবর্তে কাচ দিয়ে কাজ করে। উপরে, মোটামুটি 870 °C এর উপরে, জালিটি ট্রাইডাইমাইট এবং ক্রিস্টোবালাইটের দিকে রূপান্তরিত হতে শুরু করে এবং ক্রিস্টোবালাইট প্রায় 1713 °C এ গলে যায়। এই কারণেই পাঠ্যপুস্তক, হ্যান্ডবুক এবং সরবরাহকারী ডেটাশিটগুলি একই রাসায়নিক সূত্রের জন্য 1670 °C থেকে 1713 °C এর মধ্যে যেকোন কিছু উদ্ধৃত করে কেউ ভুল না করে।

স্ফটিক কোয়ার্টজ গলিয়ে দ্রুত ঠান্ডা করুন এবং আপনি একটি নিরাকার কঠিন কোয়ার্টজ গ্লাস পাবেন। নিরাকার মানে কোন দীর্ঘ-সীমার ক্রম নয়, যার মানে কোন ধারালো গলনাঙ্ক নেই। একটি গলন রেখার পরিবর্তে একটি সান্দ্রতা বক্ররেখা রয়েছে এবং প্রকৌশলীরা সেই বক্ররেখা থেকে চারটি ব্যবহারিক পয়েন্ট পড়েন।

স্ফটিক কোয়ার্টজ বনাম ফিউজড কোয়ার্টজ গ্লাস

ক্রেতাদের জন্য পার্থক্যটি ব্যবহারিক, একাডেমিক নয়। একটি স্ফটিক কোয়ার্টজ অংশ এবং একটি মিশ্রিত কোয়ার্টজ অংশ অভিন্ন SiO2 বিশুদ্ধতা বিবৃতি বহন করতে পারে এবং একই চুল্লিতে সম্পূর্ণ ভিন্নভাবে আচরণ করতে পারে। স্ফটিকের রূপটি 573 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বিপরীতে তীব্রভাবে প্রসারিত হয় এবং স্প্যাল ​​বা ফাটতে পারে; কাচের আকারে কোন উল্টানো নেই, যার পুরো কারণ হল স্বচ্ছ কোয়ার্টজ টিউব, কোয়ার্টজ প্লেট এবং কোয়ার্টজ উইন্ডোগুলি কাটা স্ফটিকের পরিবর্তে ফিউজড উপাদান থেকে তৈরি করা হয়। যখন একটি অঙ্কন একটি অপটিক্যাল উইন্ডোর জন্য কল করে যা অবশ্যই 900 ডিগ্রি সেলসিয়াস ধরে রাখতে হবে, তখন নির্দিষ্ট করা উপাদানটি কাচ, স্ফটিক নয় এবং এটিকে সেভাবেই অর্ডার করা উচিত।

একটি দ্বিতীয় পরিণতি আছে যা মিস করা সহজ। ফিউজড কোয়ার্টজ একটি গলিত পণ্য, তাই গলনাঙ্ক কেবলমাত্র সমাপ্ত অংশের জন্য নয়, উত্পাদন প্রক্রিয়ার জন্য সিলিং সেট করে। বৈদ্যুতিক ফিউশন চুল্লিগুলি উচ্চ-বিশুদ্ধতা বালি গলানোর জন্য চাপে 2000 °C এর উপরে ভালভাবে চলে এবং যে টিউব অঙ্কন প্রক্রিয়াটি অনুসরণ করে তা প্রায় 2000 °C এ কাচের কাজ করে। যখন একটি টিউব একজন গ্রাহকের কাছে পৌঁছায়, এটি ইতিমধ্যেই পরিষেবাতে থাকবে তার চেয়ে বেশি গরম হয়ে গেছে — ঠিক এই কারণেই সরবরাহ করা বুদ্বুদ শ্রেণী এবং OH বিষয়বস্তু এত গুরুত্বপূর্ণ।

সরল পদে স্ট্রেন, অ্যানিলিং এবং নরম করার পয়েন্ট

একটি তাপমাত্রার পরিবর্তে, স্বচ্ছ ফিউজড কোয়ার্টজ তিনটি দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়, এবং তাদের সবগুলি গলনাঙ্কের অনেক নীচে বসে। নীচের মানগুলি আদর্শ স্বচ্ছ কোয়ার্টজ কাচের জন্য সাধারণ; OH বিষয়বস্তু এবং গ্রেডের সাথে সঠিক পরিসংখ্যান একটু সরে যায়।

ট্রিভিয়ার পরিবর্তে সীমার সেট হিসাবে সেই টেবিলটি পড়ুন। যদি একটি প্লেটকে দশটি তাপচক্রের পরে তার সমতলতা রাখতে হয়, তবে এটিকে স্ট্রেন পয়েন্টের নীচে ধরে রাখুন; তার উপরে, স্ট্রেস শিথিল হয় এবং জ্যামিতি চলে। যদি একটি টিউব একটি বহুগুণ বা একটি U-আকৃতিতে শিখা-কাজ করা হয়, কাজের বিন্দু আপনাকে বলে যে এটি গরম থাকাকালীন তার নিজের ওজনের নীচে কতটা নড়বে। নরম হওয়া হল যেখানে উপাদানটি একটি কঠিন উপাদানের মতো আচরণ করা বন্ধ করে এবং একটি খুব শক্ত তরলের মতো আচরণ করা শুরু করে।

একটি নিয়ম আমরা প্রায়শই পুনরাবৃত্তি করি: 1150 °C তাপমাত্রায় 600 মিমি জুড়ে সাসপেন্ড করা একটি স্বচ্ছ কোয়ার্টজ টিউব কয়েকশ ঘন্টার মধ্যে পরিমাপযোগ্যভাবে ঝুলে যাবে, যদিও এটি নরম হওয়ার প্রায় 500 °সে নিচে বসে। সাগ, গলে না, বেশিরভাগ ফার্নেস নির্মাতারা আসলে ব্যর্থতার মোড।

অন্যান্য উচ্চ-তাপমাত্রা উপকরণের সাথে তুলনা করা গলনা এবং নরম করার পয়েন্ট

ডিজাইনাররা খুব কমই বিচ্ছিন্নভাবে কোয়ার্টজ চয়ন করেন; এটি সাধারণত অ্যালুমিনা, বোরোসিলিকেট বা গ্রাফাইটের বিরুদ্ধে ওজন করা হয়। নীচের চার্টটি চশমাগুলির জন্য সফ্টেনিং পয়েন্টগুলি ব্যবহার করে মূল সংখ্যাগুলিকে একটি স্কেলে রাখে কারণ সফ্টনিং হল এমন চিত্র যা একটি বাস্তব চুল্লিতে কাজের সীমার মতো আচরণ করে৷

সংখ্যাগুলি পাশাপাশি থাকলে তিনটি জিনিস আলাদা হয়। প্রথমত, ফিউজড কোয়ার্টজ গ্লাসের নরমকরণ বিন্দু স্ফটিক কোয়ার্টজের গলনাঙ্কের কয়েক দশ ডিগ্রির মধ্যে বসে, তাই শিরোনাম চিত্র এবং ব্যবহারিক সিলিং বেশিরভাগ লোকের প্রত্যাশার চেয়ে কাছাকাছি। দ্বিতীয়ত, কোয়ার্টজ এবং বোরোসিলিকেট 3.3-এর মধ্যে ব্যবধান 800 °C এর বেশি, যে কারণে পরীক্ষাগারগুলি পরিবেষ্টিত রসায়নের জন্য বোরোসিলিকেট রাখে এবং কোয়ার্টজ কিউভেট, কোয়ার্টজ ডাইজেশন টিউব এবং কোয়ার্টজ বীকারে চলে যায় একবার একটি পদ্ধতির জন্য 300 °C বা একটি পরিষ্কার UV পাথের প্রয়োজন হয়। তৃতীয়ত, তাপীয় শক পারফরম্যান্স তাপমাত্রার র‌্যাঙ্কিং অনুসরণ করে না: কোয়ার্টজ লাল তাপ থেকে জল নিভানোর থেকে বেঁচে থাকে কারণ এর প্রসারণ প্রায় 0.55 পিপিএম/কে, তাই একটি প্রাচীর জুড়ে স্ট্রেন একটি নৃশংস গ্রেডিয়েন্টের অধীনেও ছোট থাকে, যখন 8 পিপিএম/কে অ্যালুমিনা তা করবে না।

গ্রাফাইট সারি একটি প্যাটার্ন ব্যাখ্যা করে যা আপনি স্ফটিক-বর্ধমান গরম অঞ্চলে দেখেন: কোয়ার্টজ ক্রুসিবলের পিছনে গ্রাফাইট ব্যবহার করা হয়, এর পরিবর্তে নয়। গ্রাফাইটের একটি জড় বা ভ্যাকুয়াম বায়ুমণ্ডল প্রয়োজন, কোয়ার্টজ নেই, এবং কোয়ার্টজ স্বচ্ছ, এটি গুরুত্বপূর্ণ, যখন একজন প্রক্রিয়া প্রকৌশলী একটি চুল্লির ভিতরে কী ঘটছে তা দেখতে চান। তাদের মধ্যে নির্বাচন করা খুব কমই হয় যেটি পরে গলে যায়।

কেন দুই সরবরাহকারী একই গ্রেডের জন্য ভিন্ন নম্বর উদ্ধৃত করে

একটি অভিন্ন স্বচ্ছ কোয়ার্টজ টিউবের মতো দেখতে দুটি উদ্ধৃতি 30 শতাংশ দ্বারা পৃথক হতে পারে এবং গলনাঙ্ক প্রায় কখনই কারণ নয়। স্ট্যান্ডার্ড স্বচ্ছ গ্রেড সব একই ব্যান্ডে নির্দিষ্ট করা হয়। কি নড়াচড়া করে OH বিষয়বস্তু, বুদ্বুদ শ্রেণী এবং ধাতব অশুদ্ধতা ট্রেস, এবং এই তিনটি পরিবর্তন করে যে অংশটি নরম হওয়ার নিচে কীভাবে আচরণ করে।

ফিউশন রুট কীভাবে আচরণ পরিবর্তন করে

• বৈদ্যুতিক ফিউশন একটি প্রতিরোধ বা চাপ চুল্লিতে উচ্চ-বিশুদ্ধ বালি গলিয়ে দেয়, মাঝারি OH সহ স্বচ্ছ কোয়ার্টজ, ভাল ইনফ্রারেড ট্রান্সমিশন এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ সান্দ্রতা দেয়।
• শিখা ফিউশন একটি হাইড্রোজেন-অক্সিজেন শিখা ব্যবহার করে, উচ্চতর OH সামগ্রী তৈরি করে, সান্দ্রতা কমায় এবং আয়তনে টানা টিউবিংয়ের জন্য সাধারণ।
• প্লাজমা ফিউশন ধাতব দূষণকে খুব কম রাখে এবং ব্যবহার করা হয় যেখানে অংশটি দ্রুত রঙিন বা বিমূর্ত হওয়া উচিত নয়।
• সিন্থেটিক বা বাষ্প-জমাযুক্ত উপাদান বালির পরিবর্তে একটি সিলিকন অগ্রদূত থেকে শুরু হয়, অর্ধপরিবাহী এবং গভীর-UV কাজের জন্য সর্বনিম্ন ধাতব অপরিষ্কার স্তরে পৌঁছায়।

OH বিষয়বস্তু হল ব্যবহারিক পরিবর্তনশীল। হাইড্রক্সিল গোষ্ঠীগুলি সিলিকা নেটওয়ার্ক এবং নিম্ন সান্দ্রতাকে ভেঙে দেয়, তাই একটি উচ্চ-OH টিউব একই মাত্রার একটি নিম্ন-OH টিউবের তুলনায় একই তাপমাত্রায় আগে ঝুলে যায়। ট্রেড-অফ বিনামূল্যে নয়: কম-OH উপাদান একটি গরম চুল্লিতে আরও ভাল আকৃতি ধারণ করে কিন্তু ইনফ্রারেডে ভিন্নভাবে শোষণ করে, যা হিটার এবং ইনফ্রারেড অপটিক্যাল অংশগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এটাই প্রকৃত কারণ একটি ডেটাশীট একটি নরমকরণ বিন্দু এবং একটি OH চিত্র উভয়ই তালিকাভুক্ত করে।

বুদবুদ একই ভাবে কাজ করে। অভ্যন্তরীণ প্রাচীরের কাছে একটি দৃশ্যমান বুদবুদ স্ট্রিং ক্রিস্টোবালাইট বৃদ্ধির জন্য একটি নিউক্লিয়েশন সাইটে পরিণত হয় এবং ক্রিস্টোবালাইট হল মিল্কি প্যাচের সূচনা যা শেষ পর্যন্ত প্রক্রিয়া চেম্বারে ছড়িয়ে পড়ে। একই সফটনিং পয়েন্ট সহ দুটি টিউব কিন্তু বিভিন্ন বুদ্বুদ ক্লাস একই পরিষেবা জীবন থাকবে না।

কোয়ার্টজ টিউব, রড এবং প্লেট: যেখানে গলনাঙ্ক ম্যাটারিং বন্ধ করে

একবার একটি অংশ চুল্লির ভিতরে গেলে, কেউ আর গলনাঙ্ক পরীক্ষা করে না। প্রশ্নগুলি হল টিউবটি তার বোর রাখে কিনা, একটি ফ্ল্যাঞ্জ জয়েন্ট চল্লিশ চক্রের পরে সিল থাকে কিনা এবং ভিতরের প্রাচীরটি কত দ্রুত মিল্ক হয়ে যায়।

উচ্চ-তাপমাত্রা চুল্লি পরিষেবার জন্য স্বচ্ছ কোয়ার্টজ টিউব >99.9% SiO2 সহ লো-হাইড্রক্সিল ট্রান্সপারেন্ট কোয়ার্টজ টিউব এবং টাইট ডাইমেনশনাল টলারেন্স, ফার্নেস বোরের জন্য উপযুক্ত যেখানে হামাগুড়ি দেওয়া এবং সিলিং সহনশীলতা গুরুত্বপূর্ণ। পণ্য দেখুন →

তাপমাত্রায় কোয়ার্টজ টিউবের কী ঘটে

1150 °C এ একটি স্বচ্ছ কোয়ার্টজ টিউব মোটামুটিভাবে 500 °C নরম হওয়ার চেয়ে কম, তবুও লোডের নিচে ক্রেপ করে। মেকানিজম হল সাপোর্ট পয়েন্টে এবং যে কোনো জায়গায় যেখানে প্রাচীর ওজন বহন করে সেখানে সান্দ্র প্রবাহ। ব্যবহারিক পাল্টা ব্যবস্থাগুলি অশ্লীল এবং কার্যকর: সমর্থনগুলির মধ্যে স্প্যানটি ছোট করুন, জ্যামিতি অনুমতি দিলে প্রচারাভিযানের মধ্যে টিউবটি ঘোরান, এবং ভারী-প্রাচীরের বিভাগগুলি নির্দিষ্ট করুন যেখানে টিউবটি মধ্যবর্তী সমর্থন ছাড়াই একটি প্রশস্ত গরম অঞ্চলকে সেতু করতে হবে।

প্রায় 1150 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে, ডেভিট্রিফিকেশন ঝিমিয়ে পড়ার পরিবর্তে প্রভাবশালী বার্ধক্য মোড হয়ে ওঠে। পৃষ্ঠের দূষণ — আঙুলের ছাপ, ক্ষারীয় ধূলিকণা, ক্লিনিং এজেন্টের অবশিষ্টাংশ, নির্দিষ্ট অবাধ্য সিমেন্টের সাথে যোগাযোগ — ক্রিস্টোবালাইট গঠনকে অনুঘটক করে এবং ক্রিস্টোবালাইট অস্বচ্ছ সাদা ছোপ হিসাবে বৃদ্ধি পায় যা শেষ পর্যন্ত ছড়িয়ে পড়ে। পরিষ্কার গ্লাভস দিয়ে পরিচালনা করা এবং ক্যাপড টিউবগুলি সংরক্ষণ করা কোন ঝামেলা নয়; এটা সরাসরি সেবা জীবন প্রসারিত.

রড, প্লেট এবং মেশিন করা অংশ

সলিডগুলি পাতলা দেয়াল থেকে ভিন্নভাবে আচরণ করে। একটি সাপোর্ট বা ফিক্সচার হিসাবে ব্যবহৃত একটি কঠিন কোয়ার্টজ রডের তাপীয় ভর বেশি থাকে এবং এটি আরও ধীরে ধীরে উত্তপ্ত হয়, যা পুরো অংশ জুড়ে গ্রেডিয়েন্ট কমিয়ে দেয় কিন্তু খারাপভাবে নিয়ন্ত্রিত র‌্যাম্পের জন্য শাস্তি বাড়ায়। জানালা, ব্যাফেল বা ওয়েফার বাহক হিসাবে ব্যবহৃত কোয়ার্টজ প্লেট এবং ডিস্কগুলি সাধারণত শক্তির পরিবর্তে সমতলতার দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে, তাই স্ট্রেন পয়েন্টটি অপারেটিভ সিলিং হয়ে যায়: একটি প্লেট যা সমতল থাকতে হবে দীর্ঘ ধরে রাখার জন্য প্রায় 1075 °C এর উপরে চালানো উচিত নয়।

যে অংশগুলিকে শক্ত সহনশীলতা ধরে রাখতে হবে তার জন্য, স্পষ্টতা-গ্রাউন্ড কোয়ার্টজ সাধারণত তাপমাত্রার ইতিহাসকে মাথায় রেখে নির্দিষ্ট করা হয়, কারণ একটি অংশকে পিষে এবং তারপরে এটিকে গরম করে চালালে স্ট্রেস মুক্ত হতে পারে যা ফ্যাব্রিকেশনের সময় লক করা ছিল। একজন সরবরাহকারী যিনি পছন্দসই পরিষেবার তাপমাত্রা জানেন তিনি সাধারণত চূড়ান্ত গ্রাইন্ডিংয়ের আগে একটি অ্যানিলিং পদক্ষেপের সুপারিশ করবেন।

কোয়ার্টজ ক্রুসিবলস: পুরো প্রক্রিয়ার মধ্যে সবচেয়ে উত্তপ্ত প্রাচীর

Crucibles হল একটি অ্যাপ্লিকেশন যেখানে পরিষেবার তাপমাত্রা প্রকৃতপক্ষে গলনাঙ্ককে ভিড় করে। Czochralski স্ফটিক বৃদ্ধিতে, সিলিকন গলিত হয় প্রায় 1420 থেকে 1450 °C, এবং ক্রুসিবলের ভিতরের প্রাচীর, সেই গলনের সংস্পর্শে, এখনও উষ্ণতর হয়। বাইরের দেয়ালটি একটি গ্রাফাইট সাসেপ্টরকে স্পর্শ করে যা নিজেই 1400 °C এর উপরে। কয়েক শত ঘন্টার জন্য কোয়ার্টজ প্রাচীর হল মেশিনের মধ্যে সবচেয়ে গরম কাঠামোগত সিরামিক।

Czochralski ক্রিস্টাল বৃদ্ধির জন্য সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড কোয়ার্টজ ক্রুসিবল 99.998% এবং 14-28 ইঞ্চি মাপের উপরে SiO2 সহ উচ্চ-বিশুদ্ধতা কোয়ার্টজ ক্রুসিবল, প্রাসঙ্গিক যেখানে Czochralski গলিত যোগাযোগ এবং ক্রিস্টোবালাইট অগ্রগতি পরিষেবা জীবন সীমাবদ্ধ করে। পণ্য দেখুন →

কেন একটি ক্রুসিবল একটি ভোগ্য, একটি উপাদান নয়

এই তাপমাত্রায় প্রাচীর স্ট্রেন পয়েন্ট থেকে কয়েকশ ডিগ্রি উপরে থাকে এবং এটি বিকৃত হয়ে যায়। এটি গ্রহণ করা হয়েছে, কারণ একটি ক্রুসিবল একটি পরিচিত পরিষেবা উইন্ডো সহ একটি ভোগ্য হিসাবে ডিজাইন করা হয়েছে৷ এর পরিবর্তে শিল্প যা পরিচালনা করে তা হল অগ্রগতি: ভিতরের পৃষ্ঠটি ধীরে ধীরে ক্রিস্টোবালাইটে রূপান্তরিত হয়, রূপান্তরিত স্তরটি কণা তৈরি করে, এবং রূপান্তর গভীর হওয়ার সাথে সাথে প্রাচীরের যান্ত্রিক শক্তি হ্রাস পায়। কোনো কিছু গলে যাওয়ার অনেক আগেই জীবনের সমাপ্তি ঘোষণা করা হয়।

ইলেকট্রনিক-গ্রেড ক্রুসিবল ঠিক এই কারণে স্তরে নির্মিত হয়। একটি উচ্চ-বিশুদ্ধ অভ্যন্তরীণ স্তর গলে যাওয়াকে দূষণ থেকে রক্ষা করে, একটি বুদবুদযুক্ত মধ্যবর্তী স্তর তাপ নিরোধক এবং কাঠামোগত স্থিতিস্থাপকতা প্রদান করে এবং একটি বাইরের স্তর সাসেপ্টরের বিরুদ্ধে যান্ত্রিক শক্তি প্রদান করে। ফটোভোলটাইক-গ্রেডের ক্রুসিবলগুলি একটি ছোট ডিউটি ​​চক্রের সাথে একই যুক্তি অনুসরণ করে, যেখানে প্রতি কিলোগ্রাম সিলিকনের খরচ পরিষেবা জীবনের শেষ কয়েক শতাংশের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।

কেনার সময়, কর্মক্ষমতা ভবিষ্যদ্বাণী করে এমন প্রশ্নগুলি কোয়ার্টজের গলনাঙ্ক সম্পর্কে নয়। এগুলি হল বুদবুদ বিতরণ, অভ্যন্তরীণ-পৃষ্ঠের বিশুদ্ধতা, প্রাচীরের বেধ সহনশীলতা এবং নির্দিষ্ট তাপীয় ইতিহাস ক্রুসিবল ইতিমধ্যেই উত্পাদনের সময় দেখেছে। একজন পাইকার বা ডিস্ট্রিবিউটর বড় ভলিউম পরিচালনা করে সাধারণত একজন সাধারণ ব্যবসায়ীর তুলনায় একটি শক্ত প্রাচীর সহনশীলতা ধরে রাখে, কারণ ফার্নেস অপারেটররা তাদের সাসেপ্টর জ্যামিতিকে সেই সহনশীলতার সাথে সূচক করে।

অপটিক্যাল এবং ইউভি পার্টস: তাপ এবং ট্রান্সমিশন একসাথে

অপটিক্যাল কোয়ার্টজ অংশগুলি একটি দ্বিতীয় সীমাবদ্ধতা যোগ করে যা বেশিরভাগ তাপীয় অংশগুলিতে থাকে না: অংশটি গরম হওয়ার পরে ট্রান্সমিশন বক্ররেখার সাথে যাই হোক না কেন। একটি উইন্ডো যা তাপমাত্রায় টিকে থাকে কিন্তু গভীর-UV থ্রুপুট হারায় সেটি একটি ব্যর্থ স্পেসিফিকেশন।

দূর-UV অপটিক্যাল কোয়ার্টজ গ্লাস JGS1 JGS1 কোয়ার্টজ গ্লাস শোষণ ছাড়াই 185-250 nm থেকে প্রেরণ করে এবং যখন গভীর-UV থ্রুপুট উচ্চ-তাপমাত্রার এক্সপোজারে বেঁচে থাকতে হবে তখন প্রাসঙ্গিক। পণ্য দেখুন →

তিনটি অপটিক্যাল গ্রেড, তিনটি আচরণ

ফার-ইউভি অপটিক্যাল কোয়ার্টজ হল উচ্চ-ওএইচ গ্রেড, যা 250 এনএম-এর নীচে ভালভাবে প্রেরণ করে কিন্তু একই হাইড্রক্সিল সামগ্রী দ্বারা প্রভাবিত সান্দ্রতা সহ। UV-গ্রেড কোয়ার্টজ মাঝখানে বসে, এবং ইনফ্রারেড-গ্রেড কোয়ার্টজ ইচ্ছাকৃতভাবে OH-এ কম থাকে যাতে 2.7 মাইক্রোমিটারের কাছাকাছি শোষণ ব্যান্ডটি কাজের সীমার বাইরে থাকে। প্রতিটি গ্রেডে মূলত একই গলনাঙ্ক রয়েছে; যখন একটি ল্যাম্প হাউজিং 800 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছায় তখন প্রতিটি আলাদাভাবে আচরণ করে।

অপটিক্যাল অংশের জন্য দুটি তাপীয় প্রভাব গুরুত্বপূর্ণ। প্রথমটি হল স্ট্রেস বিয়ারফ্রিংজেন্স: একটি গরম ফ্ল্যাঞ্জ এবং একটি ঠান্ডা ফ্রেমের মধ্যে আটকে থাকা একটি জানালা একটি গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে এবং ফলস্বরূপ স্ট্রেস মেরুকরণকে পরিবর্তন করে। দ্বিতীয়টি আরও স্থায়ী - UV ফ্লাক্সের সাথে মিলিত উচ্চ তাপমাত্রার দীর্ঘায়িত এক্সপোজার উপাদানটিকে কম্প্যাক্ট বা সোলারাইজ করতে পারে, প্রচারণার মাধ্যমে ধীরে ধীরে সংক্রমণ স্থানান্তরিত করে। কোনটিই গলে যাওয়া সমস্যা নয়, এবং যদি একজন ক্রেতা শুধুমাত্র গলনাঙ্কের জন্য জিজ্ঞাসা করে তবে তা দেখাবে না।

হিটিং এলিমেন্টস এবং ল্যাবরেটরি ওয়্যার: একটি 1670 °C উপাদানের প্রতিদিনের দিক

বিশ্বের বেশিরভাগ কোয়ার্টজ কখনই তার সীমার কাছাকাছি যায় না। একটি কার্বন-ফাইবার ইনফ্রারেড হিটিং টিউব একটি খামের ভিতরে প্রায় 1100 °C একটি ফিলামেন্ট ধারণ করে যা অনেক বেশি শীতল হয় এবং খামের কাজ হল তাপ প্রতিরোধের পরিবর্তে সংক্রমণ এবং যান্ত্রিক সুরক্ষা। মিল্কি বা অস্বচ্ছ কোয়ার্টজ সেখানে প্রায়ই পছন্দ করা হয় কারণ এটি নির্গমনকে ছড়িয়ে দেয় এবং ফিলামেন্টকে লুকিয়ে রাখে, যদিও এর সংক্রমণ পরিষ্কার উপাদানের চেয়ে কম।

ল্যাবরেটরি কোয়ার্টজ গুদাম একটি ভিন্ন মোচড় সঙ্গে একই গল্প. গরম অ্যাসিড সহ 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসে কাজ করে একটি কোয়ার্টজ হজম নল কোথাও তাপ সীমার কাছাকাছি নেই; এর শত্রু হ'ল ধুয়ে ফেলা এবং পরিচালনা করার সময় তাপীয় শক এবং হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড বা গরম ঘনীভূত ক্ষার দ্বারা আক্রমণ। কোয়ার্টজ বীকার, কিউভেটস এবং বাষ্পীভবন থালাগুলি তাপমাত্রার তুলনায় প্রায়শই পরিচালনা এবং রসায়নে ব্যর্থ হয়।

এটি এই পণ্য পরিবারগুলিতে কোয়ার্টজের গলনাঙ্ককে প্রায় অপ্রাসঙ্গিক করে তোলে — এবং এটি ডেলিভারির সামঞ্জস্য, প্রাচীর সহনশীলতা এবং পৃষ্ঠকে আলোচনার যোগ্য করে তোলে। একজন ডিস্ট্রিবিউটর বা ল্যাবরেটরি সাপ্লাই পাইকার বিক্রেতার জন্য, একজন ম্যানুফ্যাকচারার যে বাবল ক্লাস এবং OH ডেটা প্রকাশ করে তার ব্যবহারিক মূল্য হল প্রথম ধোয়ার পর কম ইউনিট ক্র্যাক হয়ে ফিরে আসে।

1100 °C এবং 1400 °C এর মধ্যে কাজ করার জন্য ছয়টি নিয়ম

নীচের সমস্ত কিছু সাধারণ বাণিজ্যিক গ্রেডের স্বচ্ছ ফিউজড কোয়ার্টজ অনুমান করে। এগুলি হল এমন চেক যা আমরা আগত অনুসন্ধানগুলিতে আলোচনা করতে দেখি বেশিরভাগ অকাল ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে।

1. যেকোন কিছুর জন্য স্ট্রেন পয়েন্টে একটি ডিজাইন সিলিং সেট করুন যা অবশ্যই এর মাত্রা রাখতে হবে এবং 1100 °C কে বায়ুতে দীর্ঘ একটানা ধরে রাখার জন্য কার্যকরী সিলিং হিসাবে বিবেচনা করুন।
2. পৃষ্ঠের উপর দূষণ নিয়ন্ত্রণ. ক্ষার, আঙুলের ছাপ, ট্যাল্ক এবং কিছু অবাধ্য সিমেন্ট সবই ক্রিস্টোবালাইটের বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করে, তাই গ্লাভস দিয়ে হ্যান্ডেল করুন এবং স্টোর ক্যাপ করুন।
3. ঠান্ডা বেশী থেকে কাছাকাছি বিরতিতে গরম টিউব সমর্থন. 900 মিমি থেকে 400 মিমি পর্যন্ত একটি স্প্যান সংক্ষিপ্ত করা প্রায়শই 1200 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সার্ভিস লাইফকে দ্বিগুণ করে।
4. গড় না হয়ে গ্রেডিয়েন্টকে মাথায় রেখে র‌্যাম্প এবং কুল। কোয়ার্টজ পাতলা দেয়ালে একটি নিভিয়ে ফেলতে সহ্য করে কিন্তু একটি ঠান্ডা ইস্পাত ফ্ল্যাঞ্জ একটি গরম টিউবের সাথে আটকানো হয় না।
5. যোগাযোগ উপকরণ দেখুন. কিছু অবাধ্য এবং সিরামিক উচ্চ তাপমাত্রায় সিলিকার সাথে লেগে থাকে এবং সমাবেশ ঠান্ডা হলে স্ট্রেস পয়েন্ট তৈরি করে।
6. সিলিকা আক্রমণ করে এমন কিছু থেকে বায়ুমণ্ডল পরিষ্কার রাখুন। এমনকি হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড বা ক্ষারীয় বাষ্পের ট্রেস জীবনকে নাটকীয়ভাবে ছোট করে, এবং কোয়ার্টজের কোন গ্রেড অনাক্রম্য নয়।

একটি স্পেসিফিকেশনে এই ছয়টি চেক যোগ করার জন্য অঙ্কন পর্যায়ে প্রায় কিছুই খরচ হয় না এবং একটি চুল্লি প্রচারে কয়েক মাস যোগ করতে পারে। যেটি সবচেয়ে দ্রুত ফেরত দেয় সেটি হল সাপোর্ট স্পেসিং, কারণ এটি বস্তুগত পরিবর্তনের পরিবর্তে জ্যামিতি পরিবর্তন।

Quartz এর গলনাঙ্ক সম্পর্কিত প্রায়শ জিজ্ঞাস্য প্রশ্নাবলী

সেলসিয়াস এবং ফারেনহাইটে কোয়ার্টজের গলনাঙ্ক কত?

স্ফটিক কোয়ার্টজ মোটামুটি 1670 °C এবং 1713 °C এর মধ্যে গলে যায়, যা প্রায় 3040 °F থেকে 3115 °F। পরিসরটি বিদ্যমান কারণ SiO2 এর বিভিন্ন স্ফটিক রূপ সামান্য ভিন্ন তাপমাত্রায় রূপান্তরিত এবং গলে যায়। ফিউজড কোয়ার্টজ গ্লাসের সত্যিকারের গলনাঙ্ক নেই; এটি 1665 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছাকাছি নরম হয় এবং ধীরে ধীরে তার উপরে প্রবাহিত হয়।

কোয়ার্টজ গ্লাস গলে বা নরম হয়?

এটি নরম করে। কারণ ফিউজড কোয়ার্টজ নিরাকার, এটি একটি গলন রেখা অতিক্রম করার পরিবর্তে একটি সান্দ্রতা পরিসরের মধ্য দিয়ে যায়। এই কারণেই একটি কোয়ার্টজ টিউব 2000 °C এ বাঁকানো যেতে পারে, অনুরূপ তাপমাত্রায় কৈশিকের মধ্যে টানা যায় এবং এখনও 1100 °C এ লোড ধরে রাখে।

একটি স্বচ্ছ কোয়ার্টজ টিউব কি ক্রমাগত 1400 ডিগ্রি সেলসিয়াসে চলতে পারে?

বাতাসে নির্ভরযোগ্য নয়। স্ট্যান্ডার্ড স্বচ্ছ গ্রেডগুলি মোটামুটিভাবে 1100 °C থেকে 1200 °C ক্রমাগত জন্য রেট করা হয়, ছোট ভ্রমণের সাথে উচ্চতর। অস্বচ্ছ এবং কিছু বিশেষত্বের গ্রেড বেশি সহ্য করে, কিন্তু ঝিমঝিম এবং বিশুদ্ধকরণ, গলে না, সীমা সেট করে। 1200 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে টেকসই অপারেশনের জন্য, সাপোর্ট ডিজাইন এবং বায়ুমণ্ডলকেও পরিবর্তন করতে হবে।

কেন আমার কোয়ার্টজ টিউব কয়েক সপ্তাহ পরে দুধ সাদা হয়ে যায়?

এটি হল ডেভিট্রিফিকেশন: নিরাকার সিলিকা ক্রিস্টোবালাইটে রূপান্তরিত হয়, সাধারণত একটি দূষিত স্থানে বা বুদবুদ থেকে শুরু হয়। এটি ক্ষার দ্বারা, অবশিষ্টাংশ পরিচালনা করে এবং উচ্চ তাপমাত্রা দ্বারা ত্বরান্বিত হয়। একবার একটি প্যাচ তৈরি হলে, এটি বৃদ্ধি পেতে থাকে এবং অবশেষে ছড়িয়ে পড়ে।

OH বিষয়বস্তু কি কোয়ার্টজ গ্লাসের গলনাঙ্ক পরিবর্তন করে?

শুধুমাত্র সামান্য, কিন্তু এটি সান্দ্রতা পরিবর্তন করে এবং তাই লক্ষণীয়ভাবে ঝুলে যায়। নিম্ন-OH গ্রেডগুলি লম্বা হট হোল্ডে আরও ভাল আকৃতি ধরে রাখে, যখন উচ্চ-OH গ্রেডগুলি কাজ করা সহজ এবং আরও গভীর UV-তে প্রেরণ করে।

কোয়ার্টজ কি ফিউজড সিলিকার মতো?

রাসায়নিকভাবে হ্যাঁ, কাঠামোগতভাবে না। কোয়ার্টজ স্ফটিক SiO2; ফিউজড সিলিকা বা কোয়ার্টজ গ্লাস একটি নিরাকার অবস্থায় একই সংমিশ্রণ, যা গলে যাওয়া এবং দ্রুত শীতল হওয়ার দ্বারা উত্পাদিত হয়। শিল্প ব্যবহারে প্রায় প্রতিটি স্বচ্ছ কোয়ার্টজ উইন্ডো, টিউব এবং ক্রুসিবল হল কাচের আকার।

কোয়ার্টজ গ্লাসের সর্বোচ্চ কাজের তাপমাত্রা কত?

বাতাসে মানসম্মত স্বচ্ছ উপাদানের জন্য, ভাল সমর্থন এবং একটি পরিষ্কার পৃষ্ঠের সাথে সংক্ষিপ্ত ভ্রমণের জন্য 1100 °C একটানা এবং প্রায় 1300 °C পর্যন্ত পরিকল্পনা করুন। নিম্ন-OH গ্রেড এবং মোটা দেয়ালগুলি এই পরিসংখ্যানগুলিকে বিনয়ীভাবে স্থানান্তরিত করে, কিন্তু তারা মাত্রার ক্রম পরিবর্তন করে না।

যখন আমি একটি উদ্ধৃতি অনুরোধ করি তখন আমি একটি কোয়ার্টজ প্রস্তুতকারক বা সরবরাহকারীকে কী বলব?

সর্বোচ্চ তাপমাত্রা, ক্রমাগত তাপমাত্রা, থাকার সময়, বায়ুমণ্ডল, সমর্থন বা ক্ল্যাম্পিং জ্যামিতি এবং যেকোন অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন প্রয়োজনীয়তা দিন। এই পাঁচটি উত্তর গ্রেড, OH স্তর এবং প্রাচীরের বেধ গলনাঙ্কের চেয়ে অনেক বেশি নির্ধারণ করে এবং তারা একটি সরবরাহকারীকে এমন একটি অংশ উদ্ধৃত করতে দেয় যা প্রচারাভিযানের শেষে এখনও এক অংশে থাকবে।

বাস্তব পণ্য ডেটার বিরুদ্ধে একটি স্পেসিফিকেশন পরীক্ষা করা হচ্ছে

যদি একটি প্রকল্প 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং 1300 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে যে কোনও জায়গায় বসে থাকে, তাহলে বুদ্ধিমান পরবর্তী পদক্ষেপটি একটি জেনেরিক উপকরণ টেবিলের পরিবর্তে প্রকৃত পণ্যের পৃষ্ঠাগুলির সাথে উদ্দেশ্যমূলক শুল্কের তুলনা করা। দুটি সবচেয়ে দরকারী প্রারম্ভিক বিন্দু হল টিউব পরিসীমা, যেখানে প্রাচীরের বেধ এবং OH স্তর সবকিছুকে চালিত করে, এবং নিম্ন-OH গ্রেড, যেখানে তাপমাত্রায় মাত্রিক স্থিতিশীলতা পুরো বিন্দু।

একটি প্রস্তুতকারক তার নিজস্ব ফার্নেস ডেটা থেকে কাজ করে সাধারণত একটি একক সংখ্যার পরিবর্তে একটি গ্রেড সুপারিশ সহ একটি তাপমাত্রার প্রশ্নের উত্তর দেয় এবং এটিই উপযুক্ত উত্তর। গলনাঙ্কগুলি খুব কমই একটি চুল্লি অভিযান হারায়; একটি টিউব যা দুই মিলিমিটার অনেক দূরে তলিয়ে যায়, অথবা একটি জানালা যা ভুল তরঙ্গদৈর্ঘ্যে মেঘলা হয়ে যায়, তা করে। সর্বোচ্চ তাপমাত্রা, ধরে রাখার সময় এবং বায়ুমণ্ডল আনুন এবং সংখ্যাটি তুচ্ছ হওয়া বন্ধ করে এবং একটি স্পেসিফিকেশন হতে শুরু করে।