Cuarzo fundido

En la producción de Si y FeSi, la principal fuente de Si es el SiO2, en forma de cuarzo. Las reacciones con SiO2 generan gas SiO que reacciona aún más con SiC para formar Si. Durante el calentamiento, el cuarzo se transformará en otras modificaciones de SiO2 con cristobalita como fase estable de alta temperatura. La transformación a cristobalita es un proceso lento. Su tasa ha sido investigada para varias fuentes de cuarzo industriales y se ha demostrado que varía considerablemente entre los diferentes tipos de cuarzo. También se han estudiado otras diferencias de comportamiento durante el calentamiento entre estas fuentes de cuarzo, como la temperatura de reblandecimiento y la expansión de volumen. La relación cuarzo-cristobalita afectará la velocidad de las reacciones que involucran SiO2. Se discuten las consecuencias industriales y otras implicaciones de la diferencia observada entre los tipos de cuarzo. En el trabajo actual, se ha desarrollado un nuevo método experimental y una investigación de varias fuentes nuevas de cuarzo ha confirmado la gran variación observada anteriormente entre diferentes fuentes. Se ha estudiado la repetibilidad de los datos y se ha investigado el efecto de la atmósfera de gas. Los resultados del trabajo anterior se incluyen como base para la discusión.

El cuarzo fundido tiene excelentes propiedades térmicas y químicas como material de crisol para el crecimiento de monocristales a partir de masa fundida, y su alta pureza y bajo costo lo hacen especialmente atractivo para el crecimiento de cristales de alta pureza. Sin embargo, en el crecimiento de ciertos tipos de cristales, se necesita una capa de recubrimiento de carbón pirolítico entre la masa fundida y el crisol de cuarzo. En este artículo, describimos un método para aplicar un recubrimiento de carbón pirolítico mediante transporte de vapor al vacío. Se ha demostrado que el método es eficaz para producir un recubrimiento relativamente uniforme en una amplia gama de tamaños y formas de crisoles. El recubrimiento de carbón pirolítico resultante se caracteriza mediante mediciones de atenuación óptica. En cada proceso de recubrimiento, se muestra que el espesor del recubrimiento se acerca a un valor terminal con una cola exponencial a medida que aumenta la duración de la pirólisis, y el espesor promedio aumenta aproximadamente linealmente con la relación entre el volumen de vapor de hexano disponible y el área de superficie del pirolítico. revestimiento. Se han utilizado crisoles de cuarzo recubiertos mediante este proceso para hacer crecer con éxito monocristales de Nal de hasta 2 pulgadas de diámetro, y se descubrió que la calidad de la superficie del cristal de Nal mejora a medida que aumenta el espesor del recubrimiento.