numero Sfoglia:0 Autore:Editor del sito Pubblica Time: 2023-05-04 Origine:中国粉体网
La cella solare in silicio policristallino è il prodotto più utilizzato e più maturo nella tecnologia delle celle solari.Tuttavia, nel processo di fusione del lingotto di polisilicio, il contenitore contenente polisilicio è molto impegnativo.Essendo un materiale refrattario in grado di resistere alle variazioni di temperatura, la ceramica al quarzo fuso è considerata il contenitore perfetto contenente il lingotto di polisilicio.
La ceramica al quarzo fuso è realizzata in vetro di quarzo o quarzo fuso come materia prima, i prodotti preparati mediante macinazione, formatura, sinterizzazione e altri processi sono un nuovo tipo di materiali al quarzo ad elevata purezza e resistenti alle alte temperature, noti anche come prodotti sinterizzati al quarzo fuso, quarzo vetroceramica.
Rispetto al vetro al quarzo, la ceramica al quarzo può essere considerata un aggiornamento completo del vetro al quarzo.Le eccellenti caratteristiche delle ceramiche al quarzo fuso si riflettono principalmente nei seguenti aspetti:
(1) Eccellente resistenza alla corrosione, tranne che l'acido fosforico concentrato a caldo a 300 ℃ e l'acido fluoridrico possono reagire con esso, quasi non reagisce con altri acidi e basi.
(2) Buona resistenza allo shock termico, i campioni sottoposti a shock termico a 25 ℃ -1100 ℃ più di 30 volte non produrranno microfessure o scheggiature superficiali.
(3) il coefficiente di dilatazione termica è basso, la temperatura è 0℃-800 ℃, il coefficiente di dilatazione termica è solo 0,54X10-6/℃, pertanto, quando in questa sezione di temperatura vengono utilizzate ceramiche di quarzo fuso, il volume il cambiamento è piccolo, la resistenza allo shock termico è buona, in modo che la ceramica di quarzo fusa superi l'ambiente di utilizzo difficile.
(4) Le ceramiche di quarzo fuso hanno bassa conduttività termica, costante dielettrica e perdita dielettrica, la conduttività termica è 2,09 W/mK, la costante dielettrica è 3,1-3,8, la perdita dielettrica è 4X10-4.
(5) Buon isolamento, resistenza a temperatura ambiente 1015Ω.
(6) La resistenza alla flessione delle ceramiche di quarzo fuso aumenta con l'aumento della temperatura.La resistenza alla flessione a 1000 ℃ è superiore del 30%-60% rispetto a quella a temperatura ambiente.Questo perché la velocità di migrazione degli atomi nella ceramica di quarzo fuso aumenta ad alta temperatura, il che rende opaca parte della punta della fessura, aumentando così la resistenza alla flessione.
Negli anni '60, la ceramica al quarzo fuso fu sviluppata per la prima volta dal Georgia Institute of Technology negli Stati Uniti.Le sue eccellenti caratteristiche lo rendono molto popolare nei paesi sviluppati e viene rapidamente promosso e utilizzato nelle città industriali sviluppate degli Stati Uniti, del Giappone, della Francia e di altri paesi.Anche il nostro Paese cominciò ad essere messo in produzione e in uso nel 1972.
I paesi leader a livello mondiale nella tecnologia di lavorazione del quarzo fuso sono gli Stati Uniti, la Germania, il Giappone e la Russia, ma tutti attuano il blocco tecnologico nel nostro paese, limitato dalla tecnologia di purificazione e dai costi, la produzione su larga scala del contenuto di SiO2 di quarzo fuso non è stata in grado di superare il 99,99%, di fronte a un basso valore aggiunto dei prodotti, un elevato consumo di energia, problemi ambientali importanti, un grave spreco di risorse e altri problemi.
Allo stato attuale, i metodi di preparazione della ceramica al quarzo fuso comprendono principalmente lo stampaggio a iniezione di gel, lo stampaggio con malta, lo stampaggio a pressatura isostatica, lo stampaggio a pressofusione a caldo, tra cui lo stampaggio a iniezione di gel è uno dei metodi comunemente usati in Cina.
4.1 Stampaggio per iniezione
Lo stampaggio per stuccatura è un processo di produzione in cui i materiali vengono messi in una soluzione di alcune sostanze organiche solubili in acqua, mescolati uniformemente e formati in impasto liquido, quindi iniettati nello stampo poroso (generalmente stampo in gesso).La forza capillare dello stampo poroso e la funzione di assorbimento dell'acqua del gesso vengono utilizzate per assorbire l'umidità nel liquame e far sì che si formi il liquame.
Il processo di preparazione della ceramica di quarzo fuso mediante stuccatura è semplice, il costo è basso ed è adatto alla preparazione di prodotti con forme complesse.Tuttavia, ci sono alcuni problemi come i lunghi tempi di formatura e la scarsa uniformità della billetta.
4.2 Stampaggio ad iniezione
Lo stampaggio a iniezione consiste nell'aggiungere polvere ceramica e solvente a una determinata natura e funzione del vettore organico, riscaldando la miscela in modo uniforme, attraverso l'attrezzatura per utilizzare una velocità molto elevata nello stampo per consentire al campione di modellarsi in modo naturale e infine la materia organica nello stampo corpo della billetta attraverso un metodo chimico-fisico più complesso per eliminarlo.
Lo stampaggio a iniezione può essere produzione e automazione su larga scala, ma il campione è facile da produrre difetti, il tasso di successo del prodotto è basso e il legante organico nel processo di stampaggio a iniezione si attacca allo stampo ed è particolarmente difficile da rimuovere .
4.3 Tipologia iniezione condensa
Il sistema gel viene introdotto nell'impasto liquido di quarzo fuso per formare una struttura a rete tridimensionale, in modo che le particelle ceramiche possano essere polimerizzate in situ per formare un corpo grezzo.La polimerizzazione in situ consiste nel mantenere le particelle nella posizione originale della sospensione, facendo affidamento sulla forza tra le particelle e il sistema gel, in modo che l'impasto liquido passi da liquido a solido, per ottenere il corpo.
Lo stampaggio ad iniezione è un tipo di processo di stampaggio simile allo stampaggio con malta e allo stampaggio ad iniezione.Rispetto allo stampaggio con iniezione, i prodotti preparati mediante stampaggio a iniezione sono più uniformi all'interno, maggiore precisione e stampaggio a dimensione quasi netta.Rispetto allo stampaggio a iniezione, lo stampaggio a iniezione presenta più vantaggi.Lo stampaggio a iniezione non necessita di stampi costosi, necessita solo di una piccola quantità di materia organica e può essere utilizzato come mezzo d'acqua per la produzione automatizzata.
4.4 Pressofusione a caldo
La pressofusione a caldo consiste nell'utilizzare le caratteristiche reologiche della materia organica (principalmente paraffina) ad alta temperatura per versare l'impasto liquido nello stampo fatto di paraffina.Generalmente, il riscaldamento rende l'impasto liquido allo stato fuso.Dopo il raffreddamento, viene assemblato nello stampo metallico per solidificarsi in un corpo grezzo.
L'operazione di stampaggio a pressofusione a caldo è semplice, il tempo di formatura è breve, i prodotti di formatura fondamentalmente non necessitano di post-elaborazione, i prodotti di sinterizzazione hanno una buona densità.Sulla base dei vantaggi di cui sopra, la pressofusione a caldo è stata ampiamente utilizzata.
Ma il processo di pressofusione a caldo è complesso, comporta un grande consumo di energia, il costo è relativamente elevato e la quantità di paraffina e tensioattivo (acido oleico, acido stearico) influenzerà anche la fluidità del quarzo fuso e la resistenza della billetta, e quindi influenzare il processo di formazione.
Le ceramiche di quarzo fuso hanno una forte resistenza alla corrosione, un'elevata resistenza agli shock termici, una bassa conduttività termica e prestazioni eccellenti, come materiali strutturali e materiali funzionali utilizzati nell'industria del vetro, nell'industria metallurgica, nell'industria aerospaziale, nell'industria del polisilicio, nell'industria elettronica e in molti altri campi.
5.1 Industria del vetro
Nell'industria del vetro, grazie alla buona stabilità termica dei prodotti ceramici al quarzo fuso, viene utilizzato come rullo ceramico al quarzo fuso, ugello per l'aria, tazza interna in ceramica, mattone in vetro float, ecc.
5.2 Industria metallurgica
Nell'industria metallurgica, a causa della sua elevata resistenza, piccola dilatazione termica, buona resistenza allo shock termico e altre eccellenti proprietà, la ceramica di quarzo fuso viene utilizzata come tubo montante di quarzo fuso, ugello di quarzo fuso, ecc.
5.3 Industria aerospaziale
Nell'industria aerospaziale, i prodotti ceramici al quarzo fuso vengono utilizzati come radome missilistici e soddisfano i requisiti di forma e resistenza dei missili grazie alla loro bassa perdita e bassa distorsione durante la trasmissione delle onde radar.
5.4 Industria del polisilicio
Nell'industria del polisilicio, il crogiolo ceramico di quarzo fuso è un componente indispensabile per la preparazione del lingotto di polisilicio solare.Poiché la composizione del crogiolo ceramico al quarzo fuso è simile a quella del polisilicio, ha un piccolo coefficiente di dilatazione termica, una buona resistenza allo shock termico e un'elevata densità di volume e resistenza alla flessione.Allo stesso tempo, il crogiolo è un materiale di consumo usa e getta nel processo di preparazione del lingotto di polisilicio e i prodotti in ceramica di quarzo fuso possono anche far risparmiare molto sui costi.
5.5 Industria dell'ingegneria elettrica
Nell'industria elettrica, la ceramica di quarzo fuso a causa della sua elevata tensione di rottura, bassa costante dielettrica, valore tangente dell'angolo a bassa perdita, buona stabilità allo shock termico e altri vantaggi, i prodotti in ceramica di quarzo fuso sono ampiamente utilizzati come copertura isolante della stanza di scarico del gas, riscaldatore di deviazione, componenti della sala di scarica laser a gas.
