Quarzo ad alta purezza (HPQ) è una materia prima di quarzo con un contenuto di SiO₂ estremamente elevato e bassissime impurità. Il contenuto di SiO₂ richiesto supera solitamente 99,99%. Grazie alla sua eccellente stabilità termica, al bassissimo coefficiente di dilatazione termica e all'elevatissima purezza, l'HPQ è ampiamente utilizzato nei semiconduttori, nel fotovoltaico, nei nuovi display, nelle comunicazioni ottiche e nei prodotti in vetro di quarzo di fascia alta. È spesso definito "l'oro dei materiali al quarzo".
Dagli schermi dei telefoni cellulari alle lenti dei satelliti, dai nuovi veicoli energetici alle astronavi, l'HPQ gioca un ruolo fondamentale. minerale, con una purezza superiore al 99,5%, ha tre “superpoteri”:
- Elevata resistenza al calore: Il suo punto di fusione è di circa 1750°C, ovvero 500°C in più rispetto alla lava vulcanica.
- Super isolamento: Uno spessore di 1 cm può resistere a 250.000 volt di alta tensione.
- Ottima trasparenza: La sua trasmittanza supera 99%.
Tuttavia, la produzione di HPQ è molto più che un'attività estrattiva. Richiede molteplici processi complessi come la frantumazione, la macinazione, la classificazione e la purificazione. Tra questi, la macinazione è il più critico. Un'attrezzatura di macinazione adeguata non solo determina dimensione delle particelle distribuzione della polvere di quarzo, ma influisce anche direttamente sui risultati della purificazione e sulle prestazioni del materiale.
Importanza della macinazione nella produzione di quarzo ad alta purezza
- Controllo delle dimensioni delle particelle: HPQ richiede rigorosi dimensione delle particelleDi solito, il controllo avviene a livello micrometrico o addirittura submicronico. Più uniforme è la dimensione delle particelle, più stabili saranno le prestazioni nelle applicazioni ottiche ed elettroniche.
- Rimozione delle impurità: Ridurre la contaminazione dei metalli durante la rettifica meccanica è una sfida fondamentale. Richiede materiali speciali resistenti all'usura e sistemi chiusi.
- Attivazione superficiale: La macinazione ultrafine aumenta la superficie specifica. Ciò crea condizioni favorevoli per la successiva lisciviazione acida e la purificazione per flottazione.
Per esempio, fresatura a getto tecnologia La tecnologia HPQ offre vantaggi unici nella lavorazione HPQ. Utilizza un flusso d'aria ad alta velocità per accelerare le particelle, facendole collidere e frantumare tra loro. Questo metodo evita il contatto diretto tra le parti meccaniche e il materiale. Di conseguenza, riduce notevolmente le impurità, rendendolo ideale per la produzione HPQ.
Classificatori d'aria Sono indispensabili anche nella lavorazione HPQ. Controllando con precisione la velocità e la direzione del flusso d'aria, separano le particelle di quarzo in base alle dimensioni. Le particelle di grandi dimensioni e le particelle fini in eccesso vengono rimosse. Ciò migliora la qualità e l'uniformità complessive.
Scenari applicativi principali del quarzo ad alta purezza
produzione di semiconduttori
- I wafer da 12 pollici richiedono crogioli di quarzo di grado 4N.
- Le lenti litografiche richiedono vetro al quarzo con bolle interne inferiori a 5 μm.
- Nel 2024, le linee di produzione YMTC hanno consumato più di 20 tonnellate di prodotti HPQ al mese.
Nuovo settore energetico
- La durata del crogiolo di quarzo determina l'efficienza di crescita delle barre di silicio nei forni fotovoltaici.
- Ogni GW di capacità solare richiede circa 300 set di componenti al quarzo.
- Le fibre di quarzo vengono utilizzate come rinforzo per i serbatoi di stoccaggio dell'idrogeno.
Militare e aerospaziale
- I compositi in fibra di quarzo riducono il peso del cono anteriore del missile di 30%.
- I giroscopi satellitari al quarzo raggiungono una precisione di 0,001°/h.
- Le finestre al quarzo dei rilevatori per acque profonde resistono a una pressione dell'acqua di 100 MPa.
Soluzioni in polvere epiche
Con oltre 20 anni di esperienza nella lavorazione di polveri ultrafini, Epic Powder ha sviluppato sistemi di macinazione e classificazione efficienti e a bassa contaminazione per HPQ:
- Mulino a sfere e linea di classificazione: Adatto alla produzione in serie di polvere di quarzo ultrafine. I rivestimenti ceramici e i supporti ad alta purezza riducono al minimo la contaminazione da ferro.
- Mulino a getto: Utilizza un flusso d'aria ad alta velocità e collisioni di particelle per la rettifica. Evita la contaminazione dovuta all'usura del metallo.
- Classificatore d'aria Mulino: Controlla con precisione la distribuzione delle dimensioni delle particelle, da diversi micron a centinaia di micron.
- Modifica della superficie sistema: Riveste o modifica la polvere di quarzo, migliorandone la compatibilità e la dispersione in resine e gomma siliconica.
La produzione di HPQ non rappresenta solo una sfida nella scienza dei materiali. È anche un test completo per la progettazione delle attrezzature e il controllo di processo. Grazie a sistemi di macinazione avanzati e a una vasta esperienza ingegneristica, Epic Powder fornisce soluzioni efficienti, ecocompatibili e affidabili. Queste innovazioni supportano l'intera filiera dell'HPQ e aiutano questo materiale strategico a raggiungere applicazioni più ampie.