Quelle est la différence entre un creuset en quartz et un creuset en silice ?

Essentiellement, un creuset en quartz est une forme de haute qualité de creuset en silice ; les deux ont la silice comme composant chimique principal. Cependant, dans les applications industrielles, leurs principales différences résident dans la pureté, la transparence et le processus de fabrication. Ce que l'on appelle communément un creuset en silice peut contenir des produits de silice fondue de qualité céramique ou de pureté inférieure, tandis qu'un creuset de quartz fait spécifiquement référence à un récipient de précision fabriqué à partir de quartz naturel ou synthétique de haute pureté, possédant une résistance à la température plus élevée et une teneur en impuretés extrêmement faible. Il s’agit d’un consommable essentiel dans l’extraction de silicium monocristallin et la production de semi-conducteurs.

I. Différences entre les creusets en quartz et les creusets en silice ordinaires

Bien qu’ils aient la même formule chimique, les différences dans leurs propriétés physiques déterminent leurs différents scénarios d’application :

• Niveau de pureté : Les creusets en quartz nécessitent une pureté extrêmement élevée, en particulier pour le tirage photovoltaïque de monocristaux, où la teneur en silice doit être supérieure à 99,9 %. Les creusets en silice ordinaires peuvent contenir davantage d'impuretés métalliques telles que l'aluminium, le magnésium et le calcium, et sont principalement utilisés pour la fusion générale des métaux ou le traitement des matières premières.
  
  
• Apparence et structure :
  Creuset en quartz transparent : A un aspect complètement transparent et une conduction thermique plus uniforme.
  Creuset en quartz opaque (blanc laiteux) : contient un grand nombre de bulles d'air, principalement utilisées pour l'isolation thermique et la diffusion de la chaleur.
  Les creusets en silice ordinaires peuvent avoir une texture plus proche de la céramique et ne pas avoir la transparence cristalline du quartz.
  
  
• Coefficient de dilatation thermique : Creusets en quartz ont un coefficient de dilatation thermique extrêmement faible, ce qui signifie qu'ils peuvent maintenir la stabilité structurelle et sont moins sujets à la fissuration sous des changements de température extrêmes (refroidissement et chauffage rapides).
  

II. Principaux avantages et scénarios d'application des creusets en quartz

En tant que « héros des coulisses » de l'industrie des semi-conducteurs et des nouvelles énergies, les creusets en quartz sont irremplaçables dans les domaines suivants en raison de leurs propriétés physiques et chimiques uniques :

• Industrie photovoltaïque : Dans le processus d'extraction du silicium monocristallin, le creuset en quartz sert de récipient pour le silicium polycristallin fondu. Sa haute pureté assure les performances électriques des plaquettes de silicium et empêche les impuretés de métaux lourds de contaminer le cristal.
  
  
• Domaine des semi-conducteurs : Avec le développement de procédés avancés, des exigences plus élevées sont imposées en matière de planéité de surface et de contrôle des oligo-éléments des matériaux. creuset de quartzs pour permettre la production de tranches de grande taille telles que des tranches de 12 pouces.
  
  
• Expériences analytiques à haute température : En laboratoire, les creusets en quartz résistent à la plupart des acides (à l'exception de l'acide fluorhydrique), ce qui en fait un choix idéal pour la digestion d'échantillons acides forts.
  
  

III. Sélection et maintenance : Comment prolonger la durée de vie des creusets en quartz ?

Pour garantir l’efficacité de la production et réduire les coûts, l’utilisation correcte des creusets en quartz est cruciale :

• Prévenir la contamination des empreintes digitales : Les sels présents dans la sueur des mains contiennent des ions de métaux alcalins qui accélèrent la cristallisation du creuset de quartz à haute température (c'est-à-dire l'apparition de points blancs), réduisant ainsi considérablement sa durée de vie. Des gants sans poussière doivent être portés lors de l’installation.
  
  
• Contrôlez strictement la température : Bien que les creusets en quartz soient résistants aux températures élevées, un fonctionnement prolongé à des températures extrêmes peut entraîner un ramollissement et une déformation.
  
  
• Évitez les impacts physiques : Le quartz est fragile et tout dommage mécanique mineur peut se transformer en fissures lors d’un chauffage à haute température.
  
  

Bien que le dioxyde de silicium soit leur matériau de base commun, les creusets en quartz représentent le niveau le plus élevé de ce matériau dans les applications industrielles. Dans les lignes de production modernes de haute technologie avec des exigences strictes en matière de pureté et de résistance à la température, le choix de creusets en quartz de haute qualité est essentiel pour garantir le rendement.