石英坩埚是由高纯石英砂制成，是光伏多晶硅铸锭炉的关键部件，是拉制大直径单晶硅和多晶硅的消耗性器皿。但是，目前国内石英坩埚所用高纯石英砂基本都是来自科维亚（美国尤尼明），国产石英砂最多用作外层料，甚至有些厂商指明必须要用尤尼明砂做的石英坩埚。
 

　　今天，粉体技术网就通过一个案例与大家讨论一下：国产石英砂做石英坩埚为什么难以出现透明层，且制成的坩埚软化点低？

案例：

1、国产石英砂质量指标
 
　　该国产石英砂中12种金属杂质元素总含量降低到20ppm以下，其中Al含量为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，其余的杂质含量很少，均低于1ppm。
 
2、石英坩埚存在的问题
 
　　将国产石英砂送到石英坩埚厂打成坩埚，发现存在以下方面的问题：
　　（1）石英坩埚分为内层透明层和外层气泡扩散层，国产砂打成的石英坩埚内层有许多的类似絮状的气泡存在（非常细小），且不透明；而美国UNIMIN的标准砂打成的坩埚内层是和玻璃一样透明的，也没有气泡，为什么会存在这种差别？是因为国产石英砂内部的微小气体包裹体比较多的原因吗？
　　（2）坩埚在使用时，国产砂制成的坩埚（内层透明层还是用美国砂，国产砂只是做外层不透明层）比美国砂制成的坩埚软化点低，就是比美国砂打的坩埚要提前几分钟或十几分钟就开始软化了，这样容易析晶导致坩埚出现裂纹，为什么？

3、原因讨论分析
 
观点1：纯度只是一方面吧，包裹体也是一个很重要的指标啊。怀疑可能是因为石英原矿中含有大量的包裹体的原因，因为以前的采用水晶进行生产的高纯石英砂可用用来打坩埚内层和外层，而水晶中的包裹体明显含量少的多。
（经检测，该国产砂次生包裹体含量为2-6，而美国unimin的是0）
 
观点2：坩埚的软化点是不是就是和它高温下的黏度有关系，软化点低即是高温下黏度低，而黏度和温度，杂质还有羟基有关系，会不会是由于用你的石英砂打出来的坩埚羟基含量高啊？
 
观点3：国产砂制成的坩埚内层有许多的类似絮状的气泡存在，其原因是国产砂原料晶体内部有很多微气泡。原料中的微气泡没有去除，最后转移到了产品（坩埚）里了，使坩埚看上去呈絮状不透明。坩埚软化点低也是这个原因造成的。
 
观点4：关于软化点的问题，许多打坩埚的师傅说是因为Al含量比美国UNIMIN标准砂（其Al含量为15ppm左右）低的原因，毕竟氧化铝的软化点肯定比氧化硅的要高，如果Al含量高，他们可能会形成软化点较高的铝硅化合物。
 
观点5：坩埚不透明，无非是气泡多导致的，气泡多那肯定和羟基有关系；软化点低一个可能是致密度的问题（气泡多少）。
 
　　你觉得国产砂为什么做不了石英坩埚？欢迎在评论区留言交流！

来源：粉体技术网
 

更多精彩！欢迎扫描下方二维码关注中国粉体技术网官方微信（粉体技术网）