Como são fabricados os cadinhos de quartzo?

Cadinhos de quartzo são consumíveis essenciais nas indústrias de semicondutores e fotovoltaicas, e seu processo de fabricação impacta diretamente a qualidade e o custo do crescimento dos cristais de silício. A pureza da matéria-prima e o controle do processo são particularmente críticos na produção de cadinhos de quartzo para silício monocristalino. Então, como esses componentes principais são realmente feitos? A seguir são descritos dois métodos principais de fabricação para fornecer uma compreensão mais intuitiva do processo de produção de cadinhos de quartzo opacos para energia fotovoltaica.

Principais Processos de Produção de Cadinhos de Quartzo

Atualmente, existem dois métodos de fabricação comumente usados: moldagem de pasta e solidificação por injeção (moldagem por injeção). Embora ambos tenham o mesmo propósito – produzir cadinhos de quartzo de alta pureza – eles diferem em seus fluxos de processo específicos e nas características do produto acabado.

1. Moldagem de pasta

Este é um método tradicional para produzir cadinhos de quartzo de silício monocristalino para células solares, e o processo é relativamente maduro.

Preparação de Matéria Prima

Selecione areia de quartzo de alta pureza, triture até formar um pó fino, misture com um aglutinante e outros materiais auxiliares e prepare uma pasta com certo grau de fluidez.

Moldagem

A pasta é despejada em um molde rotativo e distribuída uniformemente ao longo da parede do molde usando força centrífuga para formar o corpo do cadinho. Este processo requer um controle preciso da uniformidade da pasta e da velocidade de rotação do molde para garantir uma espessura de parede consistente.

Secagem e Desmoldagem

O corpo formado é pré-seco no molde e cuidadosamente desmoldado assim que a resistência necessária for alcançada.

Sinterização

O corpo é sinterizado em forno de alta temperatura, permitindo que as partículas de quartzo se unam em altas temperaturas, formando uma estrutura densa. A temperatura e o tempo de sinterização afetam diretamente o desempenho do produto acabado.

2. Método de solidificação por injeção

Este é um processo mais recente que se desenvolveu rapidamente nos últimos anos e é particularmente adequado para a produção de cadinhos de quartzo fotovoltaicos em grande escala.

Preparação de Pasta

Semelhante ao método de pasta fluida, ele dá maior ênfase à fluidez e às propriedades de solidificação da pasta. O pó de quartzo é misturado com um agente gelificante especial para formar uma pasta injetável.

Moldagem por injeção

A pasta é injetada em um molde pré-aquecido por meio de uma máquina injetora. Sob condições específicas, a pasta gelifica rapidamente e forma o cadinho.

Secagem e Sinterização

Após a formação, o cadinho passa por secagem completa e sinterização em alta temperatura. Devido à formação uniforme, a estrutura do cadinho após a sinterização é mais densa e uniforme.

Comparação de Processos

Independentemente do método utilizado, a produção de produtos de alta qualidade cadinhos de quartzo requer alta pureza de matéria-prima e controle meticuloso do processo. Os cadinhos de quartzo são insubstituíveis nas áreas de semicondutores e fotovoltaica, garantindo a produção tranquila do silício monocristalino e sua aplicação final em outras cadeias industriais, como a energia solar.