La placa de vidrio de sílice fundida es famosa por su coeficiente de expansión térmica extremadamente bajo, aproximadamente 5,5 × 10 ⁻⁷/℃, casi 1/20 del vidrio ordinario. Esta característica le permite mantener la estabilidad dimensional a nivel micrométrico incluso bajo cambios severos de temperatura, lo que lo convierte en un material central indispensable para aplicaciones de precisión como máquinas de litografía de semiconductores, ventanas de observación de alta temperatura y sustratos de telescopios astronómicos.

¿Cuál es su mayor preocupación sobre el coeficiente de expansión térmica?

P: Mi dispositivo necesita realizar ciclos repetidos entre temperatura alta y temperatura ambiente, y la deformación de los materiales comunes provoca una desviación de la trayectoria óptica. ¿Cómo puedo solucionar este problema?

Respuesta: El coeficiente de expansión térmica ultrabajo de la placa de vidrio de sílice fundida puede garantizar que casi no haya deformación bajo cambios de temperatura, resuelve fundamentalmente el problema de falla de calibración del sistema causado por la expansión térmica y la contracción en frío, y garantiza el funcionamiento estable a largo plazo de su equipo.

P: Necesitamos utilizar placas de cuarzo como ventanas de observación para los recipientes de reacción de alta temperatura, que deben ser resistentes al calor y sellables. ¿Podemos lograr esto?

Respuesta: Absolutamente posible. Nuestra placa de sílice fundida no solo puede soportar temperaturas de hasta 1100 ℃, sino que también proporciona un rectificado plano preciso para garantizar una superficie plana de hasta λ/10. Puede lograr un sellado confiable en ambientes de vacío o alta presión con anillos de sellado especiales.

P: El proyecto requiere un sustrato de cuarzo de tamaño ultragrande y espesor uniforme para un soporte de deposición de película delgada. ¿Se puede admitir la personalización?

Respuesta: Por supuesto. Tenemos la capacidad de producir placas de sílice fundida súper grandes (el tamaño máximo puede alcanzar 1000 mm x 800 mm) y controlar estrictamente la tolerancia de espesor dentro de ± 0,02 mm para cumplir con sus estrictos requisitos de planitud del rodamiento.

Valor único aportado por un coeficiente de expansión extremadamente bajo

1. Deformación térmica casi nula

El coeficiente de expansión térmica lineal del vidrio de sílice fundida es extremadamente bajo, lo que significa que cuando cambia la temperatura, su estructura atómica casi no cambia. La ventaja directa que aporta esta característica es:

-Alineación de precisión: En equipos como máquinas de litografía, la exposición prolongada no provocará distorsión del patrón debido a la acumulación térmica.

-Estabilidad térmica: como material ideal para reglas de referencia e instrumentos de medición, garantiza la eternidad de la precisión de la medición.

2. Excelente resistencia al choque térmico

Debido al bajo coeficiente de expansión térmica, cuando el material se calienta localmente, la tensión térmica generada en el interior es muy pequeña, por lo que la placa de sílice fundida tiene una resistencia al choque térmico extremadamente fuerte. Incluso si la placa de cuarzo al rojo vivo se vierte directamente en agua fría, no explotará. Esta característica lo hace ampliamente utilizado en:

-Lentes protectoras láser: resisten el impacto instantáneo del láser de alta energía.

-Ventana de observación metalúrgica: frente a la radiación de alta temperatura del horno sin romperse.

3. Capacidad integral de personalización de especificaciones

Entendemos que diferentes aplicaciones tienen requisitos muy diferentes en cuanto a tamaño, espesor y tolerancias. Brindamos servicios personalizados para todo el proceso, desde desbaste, esmerilado, pulido hasta biselado y taladrado, asegurando que cada placa de cuarzo se adapte perfectamente a la interfaz de su equipo.

¿Cómo afecta el coeficiente de expansión térmica a las aplicaciones prácticas?

El significado físico del coeficiente de expansión térmica.

El coeficiente de expansión térmica refleja la estabilidad dimensional de un material a medida que cambia con la temperatura. Para la fabricación de semiconductores y óptica de precisión, la deformación a nanoescala significa una disminución en el rendimiento del producto. Nuestra placa de sílice fundida elimina la tensión interna seleccionando materias primas con bajo contenido de hidroxilo (OH) y un proceso de recocido especial, de modo que su curva de expansión térmica permanezca plana y recta en todo el rango de temperatura.

Escenarios de aplicación típicos

1. Equipos de fabricación de semiconductores: como placa de pulido para equipos CMP (pulido mecánico químico) y sustrato para máquinas de litografía, requiere una deformación macroscópica extremadamente baja para garantizar la coherencia en el procesamiento de obleas.

2. Aeroespacial y astronomía : como sustrato de espejo de grandes telescopios astronómicos, puede mantener la forma de la superficie del espejo sin cambios incluso si hay una gran diferencia de temperatura entre el día y la noche, asegurando imágenes claras.

3. Nueva industria energética y química: como molde de prensado en caliente para pilas de combustible y espejo para reactores de alta temperatura, es necesario mantener la estabilidad dimensional y la transparencia bajo altas temperaturas y presiones.

Caso de aplicación de cliente: Asistencia en la localización y sustitución de equipos semiconductores.

Antecedentes del caso:

Un fabricante de equipos semiconductores está desarrollando una máquina de implantación de iones a alta temperatura para semiconductores de tercera generación (carburo de silicio SiC). El equipo necesita alinear ópticamente la oblea a través de una ventana de cuarzo en un ambiente de alta temperatura superior a 600 ℃. El plan de diseño original utilizaba una determinada marca importada de tablero de cuarzo, pero no solo tenía un tiempo de entrega prolongado, sino que también se enfrentaba repetidamente al problema de la desviación de las marcas de alineación a altas temperaturas, lo que provocaba que la depuración del equipo se detuviera durante tres meses.

Análisis de requisitos:

Los clientes necesitan urgentemente una placa de sílice fundida con un espesor de 10 mm y un tamaño de 300 mm × 400 mm. Requisitos:

-En el ciclo térmico desde temperatura ambiente hasta 650 ℃, el cambio de planitud es inferior a 5 micras.

-El material no tiene burbujas ni rayas, asegurando una transmisión uniforme de la luz.

-Los cuatro lados deben estar finamente pulidos y biselados en un ángulo de 45° para una fácil instalación en la cámara de vacío.

Nuestra solución:

1. Combinación de materiales: Recomendamos utilizar cuarzo refinado con gas de grado JGS2 con bajo coeficiente de expansión, que se ha sometido a un proceso de tratamiento térmico especial para liberar aún más la tensión residual.

2. Mecanizado de precisión: utilizando tecnología de esmerilado y pulido de doble cara, la planitud original alcanza 1 micrón/10 mm ⊃2;. Posteriormente, se llevaron a cabo múltiples ciclos de recocido a alta temperatura para simular el entorno de uso del cliente, asegurando que se completara la 'precontracción' del material y que el cambio de planitud real en la etapa de alta temperatura de 650 ℃ se controlara dentro de 3 micrones.

3. Protección del embalaje: en respuesta a la naturaleza frágil de las placas delgadas de gran tamaño, hemos diseñado cajas de madera especializadas que absorben los golpes y películas de adsorción electrostática para garantizar un envío infalible durante el transporte marítimo.

Efecto final:

Después de que el cliente integró nuestra placa de cuarzo en la máquina de implantación de iones, el sistema de alineación de alta temperatura funcionó de manera estable y las imágenes fueron claras y sin distorsiones. El director de procesos del cliente comentó: 'Esta placa de cuarzo ha resuelto nuestro problema más problemático de deriva térmica, permitiendo una integración fluida de toda la máquina'. 

Si está buscando una placa de vidrio de sílice fundida que pueda ser tan estable como una roca en un ambiente con diferencias extremas de temperatura, o si tiene necesidades de procesamiento de ultra alta precisión y tamaño no estándar, no dude en contactarnos para obtener asesoramiento técnico o pruebas de muestras.

Luverre Quartz es un fabricante que se centra en la producción de diversas placas de cuarzo. Podemos producir placas de cuarzo personalizadas en diferentes tamaños y formas, como diseños cuadrados, redondos, ovalados y con otras formas especiales, según los requisitos del cliente. El procesamiento incluye corte, doblado, soldadura, etc., y hay diferentes colores disponibles, como placas de cuarzo transparente, placas de cuarzo opacas, placas de cuarzo lechoso, etc.

¿Por qué elegirnos?

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Admite pedidos de prueba de lotes pequeños, cooperación a mediano y largo plazo y producción urgente para pedidos urgentes, brindando servicios OEM/ODM.