Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2023-05-04 origine:中国粉体网
La cellule solaire en silicium polycristallin est le produit le plus largement utilisé et le plus mature dans la technologie des cellules solaires.Cependant, lors du processus de fusion d'un lingot de polysilicium, le récipient contenant du polysilicium est très exigeant.En tant que matériau réfractaire capable de résister aux changements de température, la céramique de quartz fondu est considérée comme le récipient idéal contenant un lingot de polysilicium.
La céramique de quartz fondu est faite de verre de quartz ou de quartz fondu comme matière première, les produits préparés par broyage, formage, frittage et autres processus sont un nouveau type de matériaux de quartz de haute pureté et résistants aux températures élevées, également connus sous le nom de produits frittés de quartz fondu, quartz vitrocéramique.
Par rapport au verre de quartz, la céramique de quartz peut être considérée comme une amélioration complète du verre de quartz.Les excellentes caractéristiques des céramiques de quartz fondu se reflètent principalement dans les aspects suivants :
(1) Excellente résistance à la corrosion, sauf que l'acide phosphorique concentré chaud à 300 ℃ et l'acide fluorhydrique peuvent réagir avec lui, il ne réagit presque pas avec d'autres acides et bases.
(2) Bonne résistance aux chocs thermiques, les échantillons à un choc thermique de 25 ℃ à 1 100 ℃ plus de 30 fois ne produiront pas de microfissures ni d'écaillage de surface.
(3) le coefficient de dilatation thermique est faible, la température est de 0℃-800 ℃, le coefficient de dilatation thermique est seulement de 0,54X10-6/℃, par conséquent, lorsque les céramiques de quartz fondu sont utilisées dans cette section de température, le volume le changement est faible, la résistance aux chocs thermiques est bonne, de sorte que les céramiques de quartz fondues surmontent les environnements d'utilisation difficiles.
(4) les céramiques de quartz fondu ont une faible conductivité thermique, une constante diélectrique et une perte diélectrique, la conductivité thermique est de 2,09 W/mK, la constante diélectrique est de 3,1 à 3,8, la perte diélectrique est de 4X10-4.
(5) Bonne isolation, résistance à température ambiante 1015Ω.
(6) La résistance à la flexion des céramiques de quartz fondu augmente avec l'augmentation de la température.La résistance à la flexion à 1 000 ℃ est de 30 à 60 % supérieure à celle à température ambiante.En effet, le taux de migration des atomes dans les céramiques de quartz fondu augmente à haute température, ce qui rend une partie de la pointe de la fissure terne, augmentant ainsi la résistance à la flexion.
Dans les années 1960, la céramique de quartz fondu a été développée pour la première fois par le Georgia Institute of Technology aux États-Unis.Ses excellentes caractéristiques le rendent très populaire dans les pays développés, et il est rapidement promu et utilisé dans les villes industrielles développées des États-Unis, du Japon, de la France et d'autres pays.Notre pays a également commencé à être mis en production et à être utilisé en 1972.
Les principaux pays mondiaux en matière de technologie de traitement du quartz fondu sont les États-Unis, l'Allemagne, le Japon et la Russie, mais tous mettent en œuvre un blocus technologique sur notre pays, limité par la technologie de purification et le coût, la production à grande échelle de quartz fondu contenant du SiO2 n'a pas pu franchir 99,99%, face à une faible valeur ajoutée des produits, une consommation d'énergie élevée, des problèmes environnementaux importants, un grave gaspillage de ressources et d'autres problèmes.
À l'heure actuelle, les méthodes de préparation de céramiques de quartz fondu comprennent principalement le moulage par injection de gel, le moulage par jointoiement, le moulage par pressage isostatique, le moulage sous pression à chaud, parmi lesquels le moulage par injection de gel est l'une des méthodes couramment utilisées en Chine.
4.1 Moulage par injection
Le moulage par jointoiement est un processus de production dans lequel les matériaux sont mis dans la solution de quelques substances organiques solubles dans l'eau, agités uniformément et transformés en boue, puis injectés dans le moule poreux (généralement un moule en gypse).La force capillaire du moule poreux et la fonction d'absorption d'eau du gypse sont utilisées pour absorber l'humidité de la boue et permettre la formation de la boue.
Le processus de préparation de céramiques de quartz fondu par jointoiement est simple, le coût est faible et il convient à la préparation de produits de formes complexes.Cependant, il existe certains problèmes tels qu'un temps de formage long et une mauvaise uniformité de la billette.
4.2 Moulage par injection
Le moulage par injection consiste à ajouter de la poudre céramique et un solvant à une certaine nature et fonction du support organique, en chauffant le mélange uniformément, à travers l'équipement pour utiliser une vitesse très rapide dans le moule pour laisser l'échantillon se mouler naturellement, et enfin la matière organique dans le corps de la billette grâce à une méthode physico-chimique plus complexe pour s'en débarrasser.
Le moulage par injection peut être une production et une automatisation à grande échelle, mais l'échantillon est facile à produire des défauts, le taux de réussite du produit est faible et le liant organique dans le processus de moulage par injection colle au moule et il est particulièrement difficile à enlever. .
4.3 Type d'injection de condensats
Le système de gel est introduit dans la suspension de quartz fondu pour former une structure de réseau tridimensionnelle, de sorte que les particules de céramique puissent être durcies in situ pour former un corps vierge.Le durcissement in situ consiste à maintenir les particules dans la position d'origine de la suspension, en s'appuyant sur la force entre les particules et le système de gel, de sorte que la suspension liquide passe du liquide au solide pour obtenir le corps.
Le moulage par injection est une sorte de processus de moulage similaire au moulage par injection et au moulage par injection.Par rapport au moulage par injection, les produits préparés par le moulage par injection sont plus uniformes à l'intérieur, avec une plus grande précision et un moulage de taille proche de la taille nette.Par rapport au moulage par injection, le moulage par injection présente plus d'avantages.Le moulage par injection ne nécessite pas de moules coûteux, ne nécessite qu'une petite quantité de matière organique et peut être utilisé comme milieu d'eau pour la production automatisée.
4.4 Coulée sous pression à chaud
Le moulage sous pression à chaud consiste à utiliser les caractéristiques rhéologiques de la matière organique (principalement de la paraffine) à haute température pour verser la bouillie dans le moule en paraffine.Généralement, le chauffage rend la bouillie à l'état fondu.Après refroidissement, il est assemblé dans le moule métallique pour se solidifier en un corps vierge.
L'opération de moulage sous pression à chaud est simple, le temps de formage est court, les produits de formage n'ont fondamentalement pas besoin de post-traitement, les produits de frittage ont une bonne densité.Sur la base des avantages ci-dessus, le moulage sous pression à chaud a été largement utilisé.
Mais le processus de moulage sous pression à chaud est complexe, consomme beaucoup d'énergie, le coût est relativement élevé et la quantité de paraffine et de tensioactif (acide oléique, acide stéarique) affectera également la fluidité du quartz fondu et la résistance de la billette, puis affecter le processus de formage.
Les céramiques de quartz fondu ont une forte résistance à la corrosion, une résistance élevée aux chocs thermiques, une faible conductivité thermique et d'excellentes performances, en tant que matériaux structurels et matériaux fonctionnels utilisés dans l'industrie du verre, l'industrie métallurgique, l'industrie aérospatiale, l'industrie du polysilicium, l'industrie électronique et bien d'autres domaines.
5.1 Industrie du verre
Dans l'industrie du verre, en raison de la bonne stabilité thermique des produits en céramique de quartz fondu, il est utilisé comme rouleau en céramique de quartz fondu, buse d'air, coupelle de coulée intérieure en céramique, brique de bélier dans le verre flotté, etc.
5.2 Industrie métallurgique
Dans l'industrie métallurgique, en raison de sa haute résistance, de sa faible dilatation thermique, de sa bonne résistance aux chocs thermiques et d'autres excellentes propriétés, la céramique de quartz fondu est utilisée comme tube montant de quartz fondu, buse de quartz fondu, etc.
5.3 Industrie aérospatiale
Dans l'industrie aérospatiale, les produits en céramique de quartz fondu sont utilisés comme radômes de missiles et répondent aux exigences de forme et de résistance des missiles en raison de leurs faibles pertes et de leur faible distorsion lors de la transmission des ondes radar.
5.4 Industrie du polysilicium
Dans l'industrie du polysilicium, le creuset en céramique de quartz fondu est un composant indispensable pour la préparation du lingot de polysilicium solaire.Étant donné que la composition du creuset en céramique de quartz fondu est similaire à celle du polysilicium, il présente un faible coefficient de dilatation thermique, une bonne résistance aux chocs thermiques, une densité volumique et une résistance à la flexion élevées.Dans le même temps, le creuset est un consommable jetable dans le processus de préparation du lingot de polysilicium, et les produits en céramique de quartz fondu peuvent également réduire considérablement les coûts.
5.5 Industrie du génie électrique
Dans l'industrie électrique, la céramique de quartz fondu en raison de sa tension de claquage élevée, de sa faible constante diélectrique, de sa faible valeur tangente d'angle de perte, de sa bonne stabilité aux chocs thermiques et d'autres avantages, les produits en céramique de quartz fondu sont largement utilisés comme couverture d'isolation de salle de décharge de gaz, réchauffeur de dérivation, composants de la salle de décharge laser à gaz.
