Il quarzo subisce diversi cambiamenti quando viene riscaldato, che possono avere effetti significativi sulla produzione di silicio (Si). Ecco una spiegazione dettagliata:
Sintesi:
Il riscaldamento del quarzo può portare a cambiamenti nelle sue proprietà, tra cui l'ammorbidimento e la potenziale ricristallizzazione, che possono influenzare la purezza e la funzionalità del quarzo in varie applicazioni industriali, in particolare nella produzione di silicio.
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Spiegazione dettagliata:Ammorbidimento ed espansione termica:
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Il quarzo, in particolare il quarzo fuso, ha un elevato punto di rammollimento (circa 1270 gradi Celsius) e un basso coefficiente di espansione termica. Tuttavia, l'esposizione prolungata a temperature vicine al suo punto di rammollimento può causare un rammollimento del quarzo, che può portare a deformazioni o cambiamenti nella sua forma e struttura. Questo aspetto è critico in applicazioni come il forno a microonde, dove il tubo di quarzo non deve essere utilizzato per più di 3 ore a 1200 gradi Celsius per evitare danni.
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Ricristallizzazione e formazione di carburo di silicio:
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Durante i processi ad alta temperatura, il quarzo può subire una ricristallizzazione, formando fini grani di carburo di silicio. Questo processo è fondamentale nella formazione degli elementi riscaldanti in carburo di silicio, dove il numero di connessioni formate tra i grani influisce direttamente sulla resistenza elettrica del materiale. Un maggior numero di connessioni determina una minore resistenza, essenziale per il funzionamento efficiente degli elementi riscaldanti.Purezza e stabilità chimica:
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L'elevata purezza del quarzo è fondamentale nella produzione di semiconduttori. Il quarzo utilizzato in questo settore deve avere un contenuto di SiO2 estremamente elevato (almeno il 99,9%) per evitare l'introduzione di metalli nocivi durante il processo di produzione. Le variazioni del quarzo dovute al riscaldamento possono potenzialmente influenzare la sua purezza, con conseguente contaminazione nella produzione di silicio.
Resistenza agli shock termici e alla corrosione:
Il quarzo è noto per la sua resistenza agli shock termici e alla corrosione. Tuttavia, un riscaldamento improprio o rapidi cambiamenti di temperatura possono compromettere queste proprietà, portando potenzialmente a crepe o altre forme di degrado. Ciò può compromettere la longevità e le prestazioni dei componenti in quarzo in ambienti ad alta temperatura, come le fornaci utilizzate per la produzione di silicio.
