เหตุใดการบดจึงมีความสำคัญในการผลิตควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง?

ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (เอชพีคิว) เป็นวัตถุดิบควอตซ์ที่มีปริมาณ SiO₂ สูงมากและมีสิ่งเจือปนต่ำมาก ปริมาณ SiO₂ ที่ต้องการโดยทั่วไปจะเกิน 99.99% ด้วยความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก และความบริสุทธิ์ที่สูงมาก HPQ จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในเซมิคอนดักเตอร์ โฟโตวอลตาอิกส์ จอแสดงผลใหม่ การสื่อสารด้วยแสง และผลิตภัณฑ์แก้วควอตซ์ระดับไฮเอนด์ มักถูกเรียกว่า "ทองคำแห่งวัสดุควอตซ์"

ตั้งแต่หน้าจอโทรศัพท์มือถือไปจนถึงเลนส์ดาวเทียม และจากยานพาหนะพลังงานใหม่ไปจนถึงยานอวกาศ HPQ มีบทบาทสำคัญ แร่, มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.5% มี “พลังพิเศษ” 3 ประการ:

• ทนความร้อนสูง:จุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 1,750°C ซึ่งสูงกว่าลาวาภูเขาไฟประมาณ 500°C
• ฉนวนกันความร้อนซุปเปอร์:ความหนา 1 ซม. ทนแรงดันไฟฟ้าสูงได้ 250,000 โวลต์
• ความโปร่งใสที่ยอดเยี่ยม:มีความสามารถในการส่งผ่านเกิน 99%

อย่างไรก็ตาม การผลิต HPQ นั้นมากกว่าแค่การทำเหมือง ต้องใช้กระบวนการที่ซับซ้อนหลายอย่าง เช่น การบด การบดละเอียด การจำแนกประเภท และการทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งการบดถือเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุด อุปกรณ์บดที่เหมาะสมไม่เพียงแต่กำหนด ขนาดอนุภาค การกระจายตัวของผงควอตซ์ยังส่งผลโดยตรงต่อผลการทำให้บริสุทธิ์และประสิทธิภาพของวัสดุอีกด้วย

ความสำคัญของการบดในการผลิตควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง

• การควบคุมขนาดอนุภาค: HPQ กำหนดให้เข้มงวด ขนาดอนุภาคโดยปกติจะควบคุมที่ระดับไมครอนหรือแม้แต่ระดับซับไมครอน ยิ่งขนาดอนุภาคสม่ำเสมอมากเท่าใด ประสิทธิภาพการทำงานก็จะยิ่งเสถียรมากขึ้นในการใช้งานด้านออปติคัลและอิเล็กทรอนิกส์
• การกำจัดสิ่งเจือปน:การลดการปนเปื้อนของโลหะระหว่างการเจียรด้วยเครื่องจักรถือเป็นความท้าทายหลัก จำเป็นต้องใช้วัสดุพิเศษที่ทนทานต่อการสึกหรอและระบบปิด
• การกระตุ้นพื้นผิวการบดละเอียดพิเศษช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะ ทำให้เกิดสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการชะล้างด้วยกรดและการทำให้บริสุทธิ์ด้วยโฟลเตชันในภายหลัง

ตัวอย่างเช่น, การกัดด้วยเจ็ท เทคโนโลยี มีข้อได้เปรียบเฉพาะตัวในการประมวลผล HPQ โดยใช้กระแสลมความเร็วสูงเพื่อเร่งอนุภาค ทำให้เกิดการชนและบดกัน วิธีนี้หลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและวัสดุ ส่งผลให้ลดสิ่งเจือปนได้อย่างมาก จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิต HPQ

เครื่องจำแนกอากาศ เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการ HPQ ด้วยการควบคุมความเร็วและทิศทางการไหลของอากาศอย่างแม่นยำ จึงสามารถแยกอนุภาคควอตซ์ตามขนาดได้ อนุภาคขนาดใหญ่และเศษละเอียดส่วนเกินจะถูกกำจัดออก ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพและความสม่ำเสมอโดยรวม

สถานการณ์การใช้งานหลักของควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง

การผลิตเซมิคอนดักเตอร์

• เวเฟอร์ขนาด 12 นิ้วต้องใช้เบ้าหลอมควอตซ์เกรด 4N
• เลนส์ลิโทกราฟีต้องใช้แก้วควอตซ์ที่มีฟองอากาศภายในน้อยกว่า 5 μm
• ในปี 2024 สายการผลิตของ YMTC บริโภคผลิตภัณฑ์ HPQ มากกว่า 20 ตันต่อเดือน

ภาคพลังงานใหม่

• อายุการใช้งานของเบ้าหลอมควอตซ์กำหนดประสิทธิภาพการเติบโตของแท่งซิลิกอนในเตาโฟโตวอลตาอิคส์
• กำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ 1 กิกะวัตต์ ต้องใช้ส่วนประกอบควอตซ์ประมาณ 300 ชุด
• เส้นใยควอตซ์ใช้เป็นวัสดุเสริมแรงสำหรับถังเก็บไฮโดรเจน

การทหารและอวกาศ

• คอมโพสิตเส้นใยควอตซ์ช่วยลดน้ำหนักของจมูกขีปนาวุธได้ 30%
• ไจโรสโคปควอตซ์ดาวเทียมมีความแม่นยำถึง 0.001°/ชม.
• หน้าต่างควอตซ์ตรวจจับน้ำลึก ทนทานต่อแรงดันน้ำ 100 MPa

เอพิค ผง โซลูชั่นส์

ด้วยประสบการณ์มากกว่า 20 ปีในด้านการแปรรูปผงละเอียดพิเศษ Epic Powder ได้พัฒนาระบบการบดและการจำแนกประเภทที่มีประสิทธิภาพและมีการปนเปื้อนต่ำสำหรับ HPQ:

• โรงงานลูกบอล และสายการจำแนกประเภท:เหมาะสำหรับการผลิตผงควอตซ์ละเอียดมากในปริมาณมาก เซรามิกซับในและสื่อที่มีความบริสุทธิ์สูงช่วยลดการปนเปื้อนของเหล็ก
• โรงสีเจ็ท:ใช้กระแสลมความเร็วสูงและการชนกันของอนุภาคสำหรับการเจียร ป้องกันการปนเปื้อนจากการสึกหรอของโลหะ
• เครื่องแยกอากาศแบบมิลล์:ควบคุมการกระจายขนาดอนุภาคได้อย่างแม่นยำ ตั้งแต่ขนาดหลายไมครอนไปจนถึงหลายร้อยไมครอน
• การปรับเปลี่ยนพื้นผิว ระบบ:เคลือบหรือปรับเปลี่ยนผงควอตซ์ ปรับปรุงความเข้ากันได้และการกระจายตัวในเรซินและยางซิลิโคน

การผลิต HPQ ไม่เพียงแต่เป็นความท้าทายในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุเท่านั้น แต่ยังเป็นการทดสอบที่ครอบคลุมทั้งการออกแบบอุปกรณ์และการควบคุมกระบวนการ ด้วยระบบการเจียรขั้นสูงและประสบการณ์ทางวิศวกรรมอันยาวนาน Epic Powder จึงมอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเชื่อถือได้ นวัตกรรมเหล่านี้สนับสนุนห่วงโซ่อุตสาหกรรม HPQ ทั้งหมด และช่วยให้วัสดุเชิงกลยุทธ์นี้สามารถใช้งานได้หลากหลายยิ่งขึ้น