石英は加熱されるといくつかの変化を起こし、シリコン(Si)の生産に大きな影響を与えます。
加熱時の石英の5つの主な変化とシリコン生産への影響
1.軟化と熱膨張
石英、特に溶融石英は、高い軟化点（約1270℃）と低い熱膨張係数を持つ。
しかし、軟化点に近い温度に長時間さらされると、石英が軟化することがある。
これは、石英の形状や構造の変形や変化につながる可能性がある。
このことは、マイクロ波管炉のような用途では非常に重要であり、石英管は損傷を防ぐために摂氏1200度で3時間以上使用してはならない。
2.再結晶と炭化ケイ素の生成
高温プロセス中、石英は再結晶を起こし、炭化ケイ素の微細な粒を形成することがある。
このプロセスは炭化ケイ素発熱体の形成において非常に重要である。
粒と粒の間に形成される接続の数は、材料の電気抵抗に直接影響します。
接続が多いほど抵抗は低くなり、発熱体の効率的な機能に不可欠です。
3.純度と化学的安定性
石英の高純度は半導体製造に不可欠である。
この産業で使用される石英は、製造過程で有害な金属が混入するのを防ぐため、極めて高いSiO2含有率（少なくとも99.9%）でなければならない。
加熱による石英の変化は、その純度に影響を与える可能性がある。
これはシリコンの製造における汚染につながる可能性がある。
4.耐熱衝撃性と耐腐食性
石英は熱衝撃や腐食に強いことで知られている。
しかし、不適切な加熱や急激な温度変化は、これらの特性を損なう可能性がある。
これは、ひび割れやその他の劣化につながる可能性があります。
これは、シリコン製造に使用される炉のような高温環境における石英部品の寿命と性能に影響を与える可能性がある。
5.光学的・電気的特性
石英は透明度が高く、電気絶縁性に優れている。
加熱はこれらの特性を変化させる可能性がある。
このことは、光学的透明性や電気絶縁性が重要な用途において、石英の性能に影響を与える可能性がある。
例えば、マイクロ波管状炉では、石英の光学特性が劣化すると、炉の効率に影響を与える可能性がある。
結論
加熱中の石英の変化は重大であり、石英の純度、構造的完全性、機能的特性に影響を与えることにより、シリコンの生産に直接影響を与える可能性がある。
シリコン生産やその他の高温産業用途で石英の最適な性能を確保するには、加熱プロセスの適切な制御と石英コンポーネントのメンテナンスが不可欠です。
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