석영 모래 도가니라고도 알려진 석영 도가니는 석영 모래를 발사하여 만든 도가니입니다. 고온 저항성, 내식성 및 취급 용이성이라는 장점이 있으므로 광물 채굴, 제련, 증류, 화학 산업 및 현대 산업 생산, 특히 광전지 및 반도체 산업에서 널리 사용됩니다. 석영 도가니는 결정질 실리콘을 추출하는 중요한 용기입니다. 그러나 사용 중에 석영 도가니가 파열되어 생산에 상당한 손실을 초래할 수 있습니다.

그렇다면 석영 도가니가 파열되는 이유는 무엇입니까?

1. 부적절한 용융방법

1.1 2차 결정화: 상부 실리콘 물질이 녹아 석영 도가니의 내벽을 따라 바닥으로 흘러갈 때, 바닥 온도가 너무 낮으면 실리콘 물질이 '2차' 결정화를 겪게 됩니다. 실리콘 소재는 '2차' 결정화 중에 팽창을 겪으며, 이 팽창력으로 인해 석영 도가니가 깨집니다.

1.2 바닥 뒤집기 후 실리콘 누출: 상부 용융 실리콘 액체가 도가니 벽을 따라 도가니 바닥으로 흐를 때 바닥 블록 재료와 석영 도가니가 서로 붙습니다. 상부 실리콘 소재가 완전히 녹아 액체로 변하면 하부 블록 소재에 부력이 형성됩니다. 부력이 석영 도가니 바닥에 부착된 미완성 블록 재료를 분리할 수 있을 만큼 충분히 크면 도가니가 분리되는 경우가 많습니다.

2. 부적절한 용융 온도

용융된 물질의 온도가 지나치게 높으면 도가니의 결정화 정도가 강화되고 균열 가능성이 높아집니다. 고온에서는 석영 도가니의 재료가 물리적, 화학적 변화를 일으키기 쉬워 구조적 불안정성을 초래하고 파열 위험이 증가합니다.

3. 원자재 문제

원재료의 과도한 불순물이나 세척 및 로딩 과정 중 오염은 석영 도가니를 부식시킬 수 있습니다. 심한 경우 용융된 실리콘이 도가니 내부층까지 침투해 구조적 손상과 도가니 파열을 일으킬 수 있다.

4. 흑연 도가니 문제

4.1 새 흑연 도가니의 불충분한 철저한 소성: 새 흑연 도가니를 철저한 소성 처리 없이 사용하면 석영 도가니 외부 층의 심각한 결정화가 발생하여 파열 위험이 높아집니다.

4.2 흑연 도가니의 장기간 사용: 장기간 사용하면 산화 분해로 인해 흑연 도가니의 원래 두께가 크게 감소하여 석영 도가니에 대한 보호 효과에 영향을 미치고 파손될 수 있습니다.

5. 석영 도가니 자체의 문제

5.1 석영 도가니 안치 시 무리한 힘을 가할 경우 석영 도가니 안착 시 과도한 힘을 가할 경우 바닥이 파손되어 숨겨진 균열이 발생하여 용융 과정에서 팽창하여 파열될 수 있다.

5.2 바닥 재료를 적재하는 동안 실리콘 재료의 큰 조각이 미치는 영향: 바닥 재료를 적재하는 동안 실리콘 재료의 큰 조각이 석영 도가니 바닥에 부딪히면 숨겨진 균열이 발생할 수 있으며 이는 용융 과정에서 후속 파열로 이어질 수도 있습니다.

5.3 도가니 상부에 큰 재료가 너무 많이 적재됨: 도가니 상부에 큰 재료가 너무 많이 적재되면 용융 과정에서 재료 붕괴가 발생할 수 있으며 붕괴된 실리콘 재료가 도가니 바닥을 쉽게 깨뜨려 실리콘 누출이 발생할 수 있습니다.

5.4 외력에 의한 석영 도가니의 손상: 생산, 포장, 운송 또는 사용 중에 석영 도가니가 외력에 의해 손상되면 숨겨진 균열이 발생할 수 있으며 이는 용해 과정에서 파열되기 쉽습니다.

6. 기타 요인

부적절한 작동 : 가열 및 냉각 속도가 너무 빠르면 열충격 균열이 발생할 수 있습니다.

부적절한 세척 및 유지 관리: 산, 알칼리 등 지나치게 강한 부식성 용액을 사용하여 세척하거나 세척 과정에서 과도한 힘을 가하면 석영 도가니가 손상될 수 있습니다.

석영 도가니의 파손 원인은 용융 방법, 온도 제어, 원료 품질, 흑연 도가니 상태, 석영 도가니 품질, 작동 및 유지 관리 등 여러 측면을 포함하여 복잡하고 다양합니다.

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