La lastra di vetro di silice fusa è famosa per il suo coefficiente di dilatazione termica estremamente basso, circa 5,5 × 10 ⁻⁷/℃, quasi 1/20 del vetro normale. Questa caratteristica gli consente di mantenere una stabilità dimensionale a livello micrometrico anche in caso di forti variazioni di temperatura, rendendolo un materiale di base indispensabile per applicazioni di precisione come macchine litografiche a semiconduttore, finestre di osservazione ad alta temperatura e substrati di telescopi astronomici.

Qual è la tua più grande preoccupazione riguardo al coefficiente di dilatazione termica?

D: Il mio dispositivo deve passare ripetutamente dalla temperatura elevata alla temperatura ambiente e la deformazione dei materiali comuni causa una deviazione del percorso ottico. Come posso risolvere questo problema?

Risposta: Il coefficiente di dilatazione termica estremamente basso della lastra di vetro di silice fusa può garantire che non vi sia quasi nessuna deformazione sotto shock termico, risolvere fondamentalmente il problema del fallimento della calibrazione del sistema causato dall'espansione termica e dalla contrazione del freddo e garantire il funzionamento stabile a lungo termine delle vostre apparecchiature.

D: Dobbiamo utilizzare lastre di quarzo come finestre di osservazione per i recipienti di reazione ad alta temperatura, che dovrebbero essere resistenti al calore e sigillabili. Possiamo raggiungere questo obiettivo?

Risposta: Assolutamente possibile. La nostra piastra in silice fusa non solo può resistere a temperature fino a 1100 ℃, ma fornisce anche una rettifica piana precisa per garantire la planarità della superficie fino a λ/10. Può ottenere una tenuta affidabile in ambienti sottovuoto o ad alta pressione con speciali anelli di tenuta.

D: Il progetto richiede un substrato di quarzo di dimensioni ultra grandi e spessore uniforme per il supporto di deposizione di film sottile. È possibile supportare la personalizzazione?

Risposta: certo. Abbiamo la capacità di produrre lastre di silice fusa di grandissime dimensioni (la dimensione massima può raggiungere 1.000 mm x 800 mm) e di controllare rigorosamente la tolleranza dello spessore entro ± 0,02 mm per soddisfare i severi requisiti di planarità dei cuscinetti.

Valore unico apportato dal coefficiente di espansione estremamente basso

1. Deformazione termica quasi nulla

Il coefficiente di dilatazione termica lineare del vetro di silice fusa è estremamente basso, il che significa che quando la temperatura cambia, la sua struttura atomica quasi non si sposta. Il vantaggio diretto apportato da questa funzionalità è:

-Allineamento di precisione: in apparecchiature come le macchine litografiche, l'esposizione prolungata non causerà distorsioni del modello dovute all'accumulo termico.

-Stabilità termica: come materiale ideale per righelli di riferimento e strumenti di misura, garantisce l'eternità della precisione della misurazione.

2. Eccellente resistenza agli shock termici

A causa del basso coefficiente di dilatazione termica, quando il materiale viene riscaldato localmente, lo stress termico generato all'interno è molto ridotto, quindi la piastra di silice fusa ha una resistenza allo shock termico estremamente elevata. Anche se la piastra di quarzo rovente viene versata direttamente in acqua fredda, non esploderà. Questa caratteristica lo rende ampiamente utilizzato in:

-Lenti protettive laser: resistono all'impatto laser istantaneo ad alta energia.

-Finestra di osservazione metallurgica: rivolta verso la radiazione ad alta temperatura del forno senza rompersi.

3. Capacità di personalizzazione delle specifiche complete

Comprendiamo che applicazioni diverse hanno requisiti molto diversi in termini di dimensioni, spessore e tolleranze. Forniamo servizi personalizzati per l'intero processo, dalla sgrossatura, molatura, lucidatura, smussatura e foratura, garantendo che ogni lastra di quarzo sia perfettamente adattata all'interfaccia della vostra attrezzatura.

In che modo il coefficiente di dilatazione termica influisce sulle applicazioni pratiche?

Il significato fisico del coefficiente di dilatazione termica

Il coefficiente di dilatazione termica riflette la stabilità dimensionale di un materiale poiché cambia con la temperatura. Per l’ottica di precisione e la produzione di semiconduttori, la deformazione su scala nanometrica comporta una diminuzione della resa del prodotto. La nostra piastra in silice fusa elimina lo stress interno selezionando materie prime con basso contenuto di idrossili (OH) e uno speciale processo di ricottura, in modo che la curva di dilatazione termica rimanga piatta e diritta nell'intero intervallo di temperature.

Scenari applicativi tipici

1. Apparecchiature per la produzione di semiconduttori: come piastra di lucidatura per apparecchiature CMP (lucidatura chimico-meccanica) e substrato per macchine litografiche, richiede una deformazione macroscopica estremamente bassa per garantire la coerenza nella lavorazione dei wafer.

2. Aerospaziale e Astronomia : Essendo il substrato dello specchio dei grandi telescopi astronomici, può mantenere invariata la forma della superficie dello specchio anche se c'è un'enorme differenza di temperatura tra il giorno e la notte, garantendo immagini nitide.

3. Nuova energia e industria chimica: come stampo per pressatura a caldo per celle a combustibile e specchio per reattori ad alta temperatura, è necessario mantenere la stabilità dimensionale e la trasparenza ad alta temperatura e pressione.

Caso di applicazione del cliente: assistenza nella localizzazione e nella sostituzione di apparecchiature a semiconduttore

Contesto del caso:

Un produttore di apparecchiature per semiconduttori sta sviluppando una macchina per l'impianto ionico ad alta temperatura per semiconduttori di terza generazione (carburo di silicio SiC). L'apparecchiatura deve allineare otticamente il wafer attraverso una finestra di quarzo in un ambiente ad alta temperatura superiore a 600 ℃. Il piano di progettazione originale utilizzava una certa marca importata di pannelli al quarzo, ma non solo aveva tempi di consegna lunghi, ma incontrava anche ripetutamente il problema della deriva del segno di allineamento alle alte temperature, con conseguente blocco del debug dell'apparecchiatura per tre mesi.

Analisi dei requisiti:

I clienti hanno urgente bisogno di una lastra di silice fusa con uno spessore di 10 mm e una dimensione di 300 mm × 400 mm. Requisiti:

-Nel ciclo termico dalla temperatura ambiente a 650 ℃, la variazione di planarità è inferiore a 5 micron.

-Il materiale non presenta bolle o strisce, garantendo una trasmissione della luce uniforme.

-I quattro lati devono essere finemente levigati e smussati con un angolo di 45° per una facile installazione nella camera a vuoto.

La nostra soluzione:

1. Abbinamento dei materiali: consigliamo di utilizzare quarzo raffinato a gas di grado JGS2 con basso coefficiente di espansione, che è stato sottoposto a uno speciale processo di trattamento termico per rilasciare ulteriormente lo stress residuo.

2. Lavorazione di precisione: utilizzando la tecnologia di levigatura e lucidatura su due lati, la planarità originale raggiunge 1 micron/10 mm ⊃2;. Successivamente, sono stati condotti più cicli di ricottura ad alta temperatura per simulare l'ambiente di utilizzo del cliente, assicurando che il 'pre-restringimento' del materiale fosse completato e che l'effettiva variazione di planarità nella fase ad alta temperatura di 650 ℃ fosse controllata entro 3 micron.

3. Protezione dell'imballaggio: in risposta alla natura fragile delle lastre sottili di grandi dimensioni, abbiamo progettato scatole di legno specializzate per l'assorbimento degli urti e pellicole ad assorbimento elettrostatico per garantire una spedizione infallibile durante il trasporto marittimo.

Effetto finale:

Dopo che il cliente ha integrato la nostra lastra di quarzo nella macchina per l'impianto ionico, il sistema di allineamento ad alta temperatura ha funzionato stabilmente e le immagini erano chiare e prive di distorsioni. Il direttore del processo del cliente ha fornito il feedback: 'Questa piastra al quarzo ha risolto il nostro problema più problematico della deriva termica, consentendo un'integrazione fluida dell'intera macchina'. 

Se stai cercando una lastra di vetro di silice fusa che possa essere stabile come una roccia in un ambiente con differenze di temperatura estreme o se hai esigenze di lavorazione di dimensioni non standard e ad altissima precisione, non esitare a contattarci per consulenza tecnica o test di campioni.

Luverre Quartz è un produttore specializzato nella produzione di varie lastre di quarzo, possiamo produrre lastre di quarzo personalizzate in diverse dimensioni e forme, come quadrate, rotonde, ovali e altri design di forma speciale in base alle esigenze del cliente. La lavorazione comprende taglio, piegatura, saldatura, ecc. e sono disponibili diversi colori, come lastre di quarzo trasparente, lastre di quarzo opaco, lastre di quarzo lattiginoso e così via.

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