Qu'est-ce que le quartz de haute pureté ?

Le quartz est l'un des minéraux les plus courants dans la nature, un groupe minéral composé de dioxyde de silicium (SiO2). Il est largement utilisé dans des industries traditionnelles telles que la fabrication du verre, la construction et la décoration de pierres précieuses. Quartz de haute pureté est naturellement formé (tel que les cristaux) ou transformé à partir de matières premières de quartz plus pures et de meilleure qualité. quartz brut.. En raison des exigences de qualité variables selon les industries, il n'existe pas aujourd'hui de norme mondiale pour la qualité du quartz de haute pureté.

Certains chercheurs en Norvège et aux États-Unis, en se basant sur les exigences de qualité pour le verre de quartz utilisé dans les industries des semi-conducteurs et de la photovoltaïque, soutiennent que la teneur totale en impuretés du quartz devrait être inférieure à 50 parties par million (ppm), ce qui signifie que la pureté en SiO2 devrait atteindre 99,995% ou plus pour être considéré comme du quartz de haute pureté.

De manière générale, plus la pureté du quartz est élevée, plus la teneur en impuretés est faible, et meilleure est la qualité. En effet, le quartz de haute pureté possède des caractéristiques supérieures telles que la résistance à haute température, la résistance à la corrosion, une faible expansion thermique, une haute isolation et une excellente transmittance lumineuse, qui sont essentielles pour répondre aux exigences de qualité des industries de haute technologie comme les puces semi-conductrices, le photovoltaïque solaire et l'optique de précision.

Préparation du quartz de haute pureté quartz

Il existe trois principales méthodes pour préparer des quartz de haute pureté, à savoir le broyage de cristaux naturels, la purification en profondeur des minéraux de quartz et la synthèse par traitement chimique.

Cristal naturel broyage en poudre

Le quartz de haute pureté est initialement obtenu à partir de cristaux naturels primaires et secondaires par purification en profondeur. Le processus de préparation du sable de quartz de haute pureté à partir de cristaux naturels est relativement simple. La roche de cristal brute subit un concassage, une séparation magnétique, une flottation, une lixiviation acide, un séchage et une torréfaction pour produire du sable de quartz fini.

Purification en profondeur des minéraux de quartz

En raison des avantages liés à leur faible coût, à des ressources relativement abondantes et à une faible pollution lors du processus de préparation des minéraux de quartz naturels, le sable de quartz de haute pureté est actuellement principalement purifié à partir de minéraux de quartz.

La purification en profondeur des minéraux de quartz consiste principalement à éliminer une petite quantité ou des traces d'impuretés pour obtenir du quartz de haute pureté. Des procédés miniers courants tels que le décapage, la séparation gravitationnelle, la séparation magnétique, la flottation, la lixiviation acide et la chloruration à haute température sont généralement utilisés. Selon le niveau technique actuel, il est possible de purifier des quartz de haute pureté à partir de ressources minérales telles que le quartz de veine, le quartzite, le quartz en poudre et le pegmatite, voire à partir des résidus de certaines mines de métaux. Parmi les nombreux gisements de quartz, le pegmatite granitique est le minéral le plus idéal pour la purification du quartz de haute pureté.

Cependant, les ressources brutes mondiales pouvant être transformées en quartz de haute pureté sont moins réparties et inégalement distribuées.

Méthode de traitement chimique du quartz de haute pureté

Ces dernières années, les méthodes de synthèse chimique pour produire du quartz de haute pureté ont suscité un intérêt croissant tant au niveau national qu'international. Actuellement, les principales méthodes de traitement chimique du quartz de haute pureté incluent la synthèse en phase vapeur, la précipitation chimique, les méthodes sol-gel et l'hydrolyse en phase liquide du tétrachlorure de silicium.

Application du quartz de haute pureté

Les industries et domaines tels que les semi-conducteurs, la communication optique, la photovoltaïque, l'optique et l'optoélectronique sont essentiels pour soutenir le développement des industries émergentes stratégiques. Elles sont également vitales pour la construction de grands projets et l'amélioration du niveau de vie des populations.

Produits en quartz de haute pureté	Principaux domaines d'application	Principales applications	Qualité de quartz de haute pureté
Creuset en quartz	Semi-conducteur, Photovoltaïque	Contenant utilisé pour produire des produits en silicium dans les industries des semi-conducteurs et de la photovoltaïque.	》4N5① , Quartz Revêtement intérieur du creuset> 4N8②
Tube en quartz	Aérospatiale, semi-conducteur, nouvelle source de lumière électrique, communication optique	Les fibres de quartz, la laine de quartz, le tissu de quartz, etc., produits par le tube en quartz, sont utilisés pour fabriquer des carénages, des couvercles radar, des boucliers thermiques, des matériaux de transmission d'ondes et des matériaux résistants à haute température dans les domaines de l'aérospatiale et de l'aviation. Dans l'industrie de la nouvelle source de lumière électrique, ils servent à produire des matériaux pour ampoules d'éclairage. Dans l'industrie de la communication optique, ils sont utilisés pour fabriquer des tiges de maintien de fibres optiques. Dans l'industrie des semi-conducteurs, ils servent à produire des tubes de four à diffusion en quartz.	》4N5①
Tige en quartz	Semi-conducteurs, photovoltaïque, nouvelles sources de lumière électrique	Dans l'industrie photovoltaïque, elle est principalement utilisée pour la fabrication de tours de distillation de silicium simple/multi-étage, de volatiliseurs, de tuyaux d'alimentation et d'autres instruments. Dans l'industrie de la nouvelle source de lumière électrique, elle est utilisée pour les tiges de pont de lampes halogènes à extrémité unique. Dans l'industrie des semi-conducteurs, elle sert de base pour les bateaux en quartz semi-conducteurs et autres matériaux auxiliaires.	》4N5①
Bateau en quartz, Lingot en quartz	Semi-conducteur, Photovoltaïque	Dans l'industrie des semi-conducteurs, il est utilisé pour les cloches en quartz, les brides, les paniers à fleurs en quartz et autres matériaux auxiliaires, principalement dans le processus de diffusion des wafers de silicium. Dans l'industrie photovoltaïque, il est principalement utilisé comme consommables pour la production de wafers de silicium, etc.	》4N5①

Remarque : ① indique une teneur en SiO2 de 99,995% ; ② indique une teneur en SiO2 de 99,998%.

Conclusion

En conclusion, le quartz de haute pureté est un matériau critique doté de propriétés exceptionnelles telles que la résistance à haute température, la faible expansion thermique et une excellente transmission lumineuse. Sa pureté joue un rôle important pour répondre aux exigences strictes des industries avancées telles que les semi-conducteurs, le photovoltaïque et l'optique. À mesure que la demande pour les applications de haute technologie augmente, les quartz de haute pureté continueront d'être une ressource essentielle stimulant l'innovation technologique et le développement industriel.

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