石英坩堝是由高純石英砂制成，是光伏多晶硅鑄錠爐的關鍵部件，是拉制大直徑單晶硅和多晶硅的消耗性器皿。但是，目前國內石英坩堝所用高純石英砂基本都是來自科維亞（美國尤尼明），國產石英砂最多用作外層料，甚至有些廠商指明必須要用尤尼明砂做的石英坩堝。
 

　　今天，粉體技術網就通過一個案例與大家討論一下：國產石英砂做石英坩堝為什么難以出現透明層，且制成的坩堝軟化點低？

案例：

1、國產石英砂質量指標
 
　　該國產石英砂中12種金屬雜質元素總含量降低到20ppm以下，其中Al含量為9ppm，Na含量≤1.5ppm，K含量低于1ppm，Li含量低于1ppm，Fe含量低于0.5ppm，Ti含量在2ppm左右，其余的雜質含量很少，均低于1ppm。
 
2、石英坩堝存在的問題
 
　　將國產石英砂送到石英坩堝廠打成坩堝，發現存在以下方面的問題：
　　（1）石英坩堝分為內層透明層和外層氣泡擴散層，國產砂打成的石英坩堝內層有許多的類似絮狀的氣泡存在（非常細小），且不透明；而美國UNIMIN的標準砂打成的坩堝內層是和玻璃一樣透明的，也沒有氣泡，為什么會存在這種差別？是因為國產石英砂內部的微小氣體包裹體比較多的原因嗎？
　?。?）坩堝在使用時，國產砂制成的坩堝（內層透明層還是用美國砂，國產砂只是做外層不透明層）比美國砂制成的坩堝軟化點低，就是比美國砂打的坩堝要提前幾分鐘或十幾分鐘就開始軟化了，這樣容易析晶導致坩堝出現裂紋，為什么？

3、原因討論分析
 
觀點1：純度只是一方面吧，包裹體也是一個很重要的指標啊。懷疑可能是因為石英原礦中含有大量的包裹體的原因，因為以前的采用水晶進行生產的高純石英砂可用用來打坩堝內層和外層，而水晶中的包裹體明顯含量少的多。
（經檢測，該國產砂次生包裹體含量為2-6，而美國unimin的是0）
 
觀點2：坩堝的軟化點是不是就是和它高溫下的黏度有關系，軟化點低即是高溫下黏度低，而黏度和溫度，雜質還有羥基有關系，會不會是由于用你的石英砂打出來的坩堝羥基含量高啊？
 
觀點3：國產砂制成的坩堝內層有許多的類似絮狀的氣泡存在，其原因是國產砂原料晶體內部有很多微氣泡。原料中的微氣泡沒有去除，最后轉移到了產品（坩堝）里了，使坩堝看上去呈絮狀不透明。坩堝軟化點低也是這個原因造成的。
 
觀點4：關于軟化點的問題，許多打坩堝的師傅說是因為Al含量比美國UNIMIN標準砂（其Al含量為15ppm左右）低的原因，畢竟氧化鋁的軟化點肯定比氧化硅的要高，如果Al含量高，他們可能會形成軟化點較高的鋁硅化合物。
 
觀點5：坩堝不透明，無非是氣泡多導致的，氣泡多那肯定和羥基有關系；軟化點低一個可能是致密度的問題（氣泡多少）。
 
　　你覺得國產砂為什么做不了石英坩堝？歡迎在評論區留言交流！

來源：粉體技術網
 

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