I Si- og FeSi-produksjon er hovedkilden til Si SiO2, i form av kvarts. Reaksjoner med SiO2 genererer SiO-gass som videre reagerer med SiC til Si. Under oppvarming vil kvarts omdannes til andre SiO2-modifikasjoner med kristobalitt som den stabile høytemperaturfasen. Transformasjon til kristobalitt er en langsom prosess. Hastigheten har blitt undersøkt for flere industrielle kvartskilder og har vist seg å variere betydelig mellom de forskjellige kvartstypene. Andre forskjeller i oppførsel under oppvarming mellom disse kvartskildene, som mykningstemperatur og volumutvidelse, har også blitt studert. Forholdet mellom kvarts og kristobalitt vil påvirke hastigheten på reaksjoner som involverer SiO2. De industrielle konsekvensene og andre implikasjoner av den observerte forskjellen mellom kvartstyper diskuteres. I det nåværende arbeidet er en ny eksperimentell metode utviklet, og en undersøkelse av flere nye kvartskilder har bekreftet den tidligere observerte store variasjonen mellom forskjellige kilder. Repeterbarheten av dataene er studert og effekten av gassatmosfære undersøkt. Resultatene fra det tidligere arbeidet er inkludert som grunnlag for diskusjonen.
Smeltet kvarts har utmerkede termiske og kjemiske egenskaper som digelmateriale for vekst av enkeltkrystaller fra smelte, og dens høye renhet og lave kostnad gjør det spesielt attraktivt for vekst av krystaller med høy renhet. Imidlertid er det nødvendig med et lag med pyrolytisk karbonbelegg mellom smelten og kvartsdigelen ved vekst av visse typer krystaller. I denne artikkelen beskriver vi en metode for å påføre pyrolytisk karbonbelegg ved vakuumdamptransport. Metoden er vist å være effektiv for å gi et relativt jevnt belegg på et bredt spekter av digelstørrelser og -former. Det resulterende pyrolytiske karbonbelegget er karakterisert ved optiske dempningsmålinger. I hver belegningsprosess er det vist at tykkelsen på belegget nærmer seg en terminalverdi med en eksponentiell hale etter hvert som pyrolysens varighet øker, og den gjennomsnittlige tykkelsen øker omtrent lineært med forholdet mellom volumet av tilgjengelig heksandamp og overflatearealet av det pyrolytiske belegget. Kvartsdigler belagt med denne prosessen har blitt brukt til å dyrke opp til Nal-enkeltkrystaller med en diameter på 5 cm, og overflatekvaliteten til Nal-krystallen ble funnet å forbedre seg etter hvert som tykkelsen på belegget øker.
Publisert: 29. august 2023