摘要：本文以常熟华融太阳能新型材料有限公司为例，介绍了九游J9中心AI仪表在太阳能石英坩埚中的应用。从用表情况、工艺流程、生产原理、应用情况等方面进行详细的描述，通过实际应用证明九游J9中心产品在此行业的成功应用。

关键词：AI仪表、石英坩埚、太阳能　

一、引言

常熟华融太阳能新型材料有限公司（SPM）是一家新兴的致力于研发、生产、销售太阳能光伏产品---太阳能石英坩埚的高科技企业。该公司在生产中，采用了厦门九游J9中心自动化科技有限公司的二次仪表和无纸记录仪进行电流监测、液位采集、压力采集、温度控制以及过程组态、数据记录等操作，贯穿于石英坩埚熔制、烘干、酸洗、涂钡整个生产流程，提高了石英坩埚生产的自动化水平，由于仪表的高精度、高稳定性能，在生产过程中确保了石英坩埚的品质，而且有效地降低了客户能源消耗。

二、项目介绍

（一）用表型号：

（二）项目详述：

      石英坩埚可在1450°以下使用，分透明和不透明两种。早期的坩埚是全透明的，这种全透明的机构容易引起不均匀的热传输、增加晶棒生长的难度，所以这种坩埚几乎遭到淘汰；现代的坩埚通常是使用电弧法生产的半透明石英坩埚，存在有内外两层结构，外层是高气泡密度的区域，称为气泡复合层，内层是一层3-5mm的透明层，称为气泡空泛层。石英坩埚具有高纯度、耐温性强、尺寸大精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点，世界半导体工业发达国家已用此坩埚取代了小的透明石英坩埚，是拉制大直径单晶硅，发展大规模集成电路*的基础材料。

1、工艺流程：

　

图1  石英坩埚生产工艺图

　　如图1所示：项目生产产品为石英圆坩埚，主要工艺步骤为模具加料、坩埚熔制炉熔制、成品出炉、尺寸检验、酸洗、水洗、超声清洗、涂钡、包装入库。具体介绍如下：

　　①加料：在石墨模具中加入所需重量石英砂，将模具导入熔制炉内；

　　②熔制阶段：先抽真空，然后通过3根石墨电极起电弧，熔制阶段温度约1700摄氏度。抽真空带出部分石英砂粉尘，需收集处理。

　　③成品出炉：经过30~40分钟的熔制阶段后，将电弧关闭，模具退出熔制炉；

　　④尺寸检验：使用卡钳及卡尺检验尺寸大小，合格产品进入下一步工序；

　　⑤喷砂：用喷枪将石英砂喷在坩埚表面，用来去除表面的附着物，喷出的砂由除尘器收集后重复使用，人工操作，设置专门喷房；

　　⑥切割：坩埚熔制完毕后，模具带着坩埚退出熔制炉，由工人用锤子轻轻敲打模具外表面，使坩埚脱离模具，石墨模具重复使用。一般使用寿命为十几炉。当石墨模具出现严重裂缝或变形时作报废处理；

　　⑦检验：人工检验坩埚尺寸等规格；

　　⑧清洗：先酸洗，将坩埚没入（6~8%）HF酸洗槽内洗，然后取出没入清水中水洗，然后进行高压清洗及超声波清洗，去除表面残余离子；

　　⑨涂钡：将氢氧化钡粉末溶于水，坩埚放入涂钡机内，氢氧化钡均匀喷涂于坩埚内表面。氢氧化钡极易与空气中的CO2反应生BaCO3， 坩埚表面的涂层即为BaCO3。 Ba(OH)2、BaCO3均很稳定，涂钡过程中无Ba离子产生，但Ba(OH)2溶液，BaCO3i沉淀都是对人体有危害的剧毒物质，操作过程需作好防护。

　　⑩包装入库：使用纸箱包装，叉车将坩埚送入仓库。

2、生产原理：

 

　　

图2  石英坩埚生产原理图

　　

　　①毛坯的生产：将高纯石英粉装入可任意倾动角度的旋转成型模内（在金属水冷套内插入石墨模具），利用离心力作用和成型棒手工成型，将已成坩埚形的旋转装置回转到电极棒处，然后将电极起弧并插入已成型的粉料腔内，使用其快速熔化成坩埚形状的熔融石英，经冷却后取出，即完成一个石英坩埚的毛坯生产。

　　②制品成型：电极起弧插入已成型的石英粉料腔内，可以手动或自动升降电极，以保证坩埚上下部的均匀熔化和电极烧蚀后的补偿，从而制造出稳定形状的制品，如图二所示。

　　旋转成型和回转机构是将两个金属水冷套（内放石墨模）安放在一个大的回转盘上，已达到一个处在熔化过程中，另一个进行成型操作，从而可提高生产效率一倍。

　　如果采用多孔石墨，并施以真空，则可以生产出内层透明外层不透明的通用规格的高质量坩埚。

3、我司产品在石英坩埚项目中的应用情况

　　

三、结束语

      此次的石英坩埚项目是太能产业集群的一次尝试，石英坩埚作为拉制单晶硅的载体，在整个太阳能产业链中的作用是不容忽视的。九游J9中心的二次仪表在实践中为石英坩埚的生产提供了强有力的保障，仪表具有很强的抗干扰性，稳定性达到生产需求，在常熟华融太阳能新型材料有限公司的生产过程中，操作简便，现场运行良好，大大提高了石英坩埚生产效率，使其工业自动化水平又跃上一个新的台阶。并且由于仪表在温度、压力、液位、电流等控制，提升了客户产品的品质，在一定程度上帮助了客户塑造良好的品牌形象。

上一篇 SSR固态继电器过热问题是什么造成的 下一篇 一起来了解一下SSR固态继电器的结构组成吧