Kwarts met hoge zuiverheid (HPQ) is een kwartsgrondstof met een extreem hoog SiO₂-gehalte en zeer lage verontreinigingen. Het vereiste SiO₂-gehalte is doorgaans hoger dan 99,99%. Dankzij de uitstekende thermische stabiliteit, zeer lage thermische uitzettingscoëfficiënt en extreem hoge zuiverheid wordt HPQ veel gebruikt in halfgeleiders, fotovoltaïsche systemen, nieuwe displays, optische communicatie en hoogwaardige kwartsglasproducten. Het wordt vaak het "goud onder de kwartsmaterialen" genoemd.
Van mobiele telefoonschermen tot satellietlenzen, en van nieuwe energievoertuigen tot ruimtevaartuigen, HPQ speelt een cruciale rol. mineraal, met een zuiverheid van meer dan 99,5%, heeft drie “superkrachten”:
- Hoge hittebestendigheid:Het smeltpunt ligt bij ongeveer 1750°C, wat 500°C hoger is dan vulkanische lava.
- Superisolatie:Een dikte van 1 cm kan een hoogspanning van 250.000 volt weerstaan.
- Uitstekende transparantie: De transmissie is hoger dan 99%.
De productie van HPQ is echter veel meer dan alleen mijnbouw. Het vereist meerdere complexe processen, zoals breken, vermalen, classificeren en zuiveren. Vermalen is hiervan het meest cruciaal. De juiste maalapparatuur bepaalt niet alleen de deeltjesgrootte distributie van kwartspoeder, maar heeft ook direct invloed op de zuiveringsresultaten en de materiaalprestaties.
Het belang van slijpen bij de productie van kwarts met een hoge zuiverheid
- Controle van de deeltjesgrootte: HPQ vereist strikte deeltjesgrootteHet wordt meestal geregeld op micron- of zelfs submicronniveau. Hoe gelijkmatiger de deeltjesgrootte, hoe stabieler de prestaties in optische en elektronische toepassingen.
- Verwijdering van onzuiverhedenHet verminderen van metaalverontreiniging tijdens mechanisch slijpen is een belangrijke uitdaging. Hiervoor zijn speciale slijtvaste materialen en gesloten systemen nodig.
- Oppervlakte-activeringUltrafijn malen vergroot het specifieke oppervlak. Dit creëert gunstige omstandigheden voor daaropvolgende zuuruitloging en flotatiezuivering.
Bijvoorbeeld, straalfrezen technologie Heeft unieke voordelen bij HPQ-verwerking. Het maakt gebruik van een hogesnelheidsluchtstroom om deeltjes te versnellen, waardoor ze botsen en tegen elkaar schuren. Deze methode vermijdt direct contact tussen mechanische onderdelen en het materiaal. Hierdoor worden onzuiverheden aanzienlijk verminderd, waardoor het ideaal is voor HPQ-productie.
Luchtclassificatoren Zijn ook onmisbaar bij HPQ-verwerking. Door de luchtstroomsnelheid en -richting nauwkeurig te regelen, scheiden ze kwartsdeeltjes op grootte. Overmaatse deeltjes en overtollige fijne deeltjes worden verwijderd. Dit verbetert de algehele kwaliteit en consistentie.
Kerntoepassingsscenario's van kwarts met hoge zuiverheid
Halfgeleiderproductie
- Voor 12-inch wafers zijn kwartskroezen van klasse 4N nodig.
- Voor lithografielenzen is kwartsglas nodig met interne belletjes van minder dan 5 μm.
- In 2024 verbruikten de productielijnen van YMTC maandelijks meer dan 20 ton HPQ-producten.
Nieuwe energiesector
- De levensduur van de kwartskroes bepaalt de groei-efficiëntie van siliciumstaven in fotovoltaïsche ovens.
- Voor elke GW aan zonne-energie zijn ongeveer 300 sets kwartscomponenten nodig.
- Kwartsvezels worden gebruikt als versteviging voor waterstofopslagtanks.
Militair en ruimtevaart
- Kwartsvezelcomposieten verminderen het gewicht van de raketneuskegel met 30%.
- Satellietkwartsgyroscopen bereiken een nauwkeurigheid van 0,001°/u.
- Kwartsvensters van diepzeedetectoren zijn bestand tegen een waterdruk van 100 MPa.
Epische poederoplossingen
Met meer dan 20 jaar ervaring in de verwerking van ultrafijn poeder heeft Epic Powder efficiënte en contaminatiearme maal- en classificatiesystemen voor HPQ ontwikkeld:
- Kogel molen en classificatielijnGeschikt voor massaproductie van ultrafijn kwartspoeder. Keramische liners en media met een hoge zuiverheid minimaliseren ijzerverontreiniging.
- Jet molen: Maakt gebruik van snelle luchtstroom en deeltjesbotsingen voor het slijpen. Het voorkomt vervuiling door metaalslijtage.
- Luchtclassificatormolen: Controleert nauwkeurig de verdeling van de deeltjesgrootte, van enkele micrometers tot honderden micrometers.
- Oppervlaktemodificatie systeem: Coating of modificatie van kwartspoeder, waardoor de compatibiliteit en dispersie in harsen en siliconenrubber wordt verbeterd.
De productie van HPQ is niet alleen een uitdaging op het gebied van materiaalkunde. Het is ook een uitgebreide test van apparatuurontwerp en procescontrole. Met geavanceerde slijpsystemen en uitgebreide technische ervaring biedt Epic Powder efficiënte, milieuvriendelijke en betrouwbare oplossingen. Deze innovaties ondersteunen de gehele HPQ-industrieketen en helpen dit strategische materiaal bredere toepassingen te bereiken.