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1. 参数:
- 尺寸:石墨舟的尺寸根据具体应用场景和需求而定,常见的长度在几十厘米到数米不等,宽度和高度一般也在几厘米到几十厘米的范围。例如在光伏行业中,用于承载硅片的石墨舟会根据硅片的尺寸和生产设备的要求进行设计,可能长度在 1 米左右,宽度和高度在 20 - 30 厘米左右。
- 密度:一般在 1.6 - 2.2 克/立方厘米左右,密度的大小会影响石墨舟的重量和强度等性能。
- 电阻率:通常较低,这使得石墨舟具有良好的导电性能,一般在 (8 - 13)×10⁻⁶ Ω•m 之间,能够满足在一些需要导电的工艺中的使用要求。
- 热膨胀系数:相对较小,与硅片的热膨胀系数相近,这一点对于在高温环境下使用非常重要,可以避免因热膨胀差异导致的结构变形或对所承载的材料造成损伤。
- 固定碳含量:较高的固定碳含量能保证石墨舟的纯度和性能,一般固定碳含量在 99%以上。
- 耐温性能:具有优异的耐高温性能,**可在 2000℃以上的高温环境下长期稳定工作,能够满足大多数高温工艺的需求。
2. 应用场景:
- 半导体行业:在半导体制造过程中,用于承载晶圆进行各种高温处理、化学气相沉积等工艺。例如在芯片制造的外延生长、刻蚀等环节,石墨舟可以作为晶圆的载体,确保工艺的顺利进行。
- 太阳能光伏行业:是光伏电池生产中的关键设备之一,用于承载硅片进行等离子增强化学气相沉积(PECVD)等镀膜工艺,在硅片表面沉积氮化硅等薄膜,提高太阳能电池的光电转换效率。
- 化工行业:可用于一些化学反应装置中,作为催化剂或反应物的载体,由于其化学稳定性好、耐高温,能够在复杂的化学环境下保持稳定。
- 锂电池行业:用于制造电极材料等,在锂电池的生产过程中,石墨舟可以作为电极材料的承载工具,参与到电极材料的制备过程中。
3. 优势:
- 良好的导电性:电阻率低,能够在高温环境下稳定地传导电流,确保在一些需要通电或产生等离子体的工艺中正常工作,有利于提高生产效率和产品质量。
- 耐高温性能优异:能够在高温环境下长时间使用而不发生变形或损坏,可适应各种高温工艺的要求,减少了因高温导致的设备故障和更换频率。
- 化学稳定性高:不易与大多数化学物质发生反应,在各种化学环境下都能保持稳定的性能,避免了对所承载的材料或参与的化学反应产生干扰。
- 热膨胀系数小:与所承载的材料(如硅片等)的热膨胀系数相近,在加热和冷却过程中,能够减少因热膨胀差异导致的应力和变形,保证了工艺的精度和产品的质量。
- 结构强度高:具有较高的结构强度,不易变形或损坏,能够保证在长期使用过程中对所承载的材料提供稳定的支撑。
4. 使用方法:
- 使用前检查:
- 外观检查,查看石墨舟是否有裂纹、破损、变形等问题,如有可能会影响其使用性能和寿命,应及时更换。
- 清洁检查,确保石墨舟表面干净,没有灰尘、油污、杂质等,这些物质可能会在高温下对石墨舟或所承载的材料产生不良影响。
- 安装与固定:
- 根据生产设备的要求,将石墨舟正确地安装到相应的位置,并确保安装牢固。例如在光伏电池生产设备中,要将石墨舟准确地安装到 PECVD 设备的反应腔室内。
- 对于一些需要与其他部件配合使用的石墨舟,要保证连接部位的紧密性和准确性,避免出现漏气、漏电等问题。
- 使用过程中的注意事项:
- 温度控制,根据工艺要求,合理控制石墨舟所处环境的温度和升温、降温速度。避免温度过高或过快的温度变化对石墨舟和所承载的材料造成损伤。
- 气氛控制,在一些需要特定气氛环境的工艺中(如氮气保护等),要确保气氛的纯度和流量符合要求,以保证工艺的顺利进行和产品的质量。
- 操作规范,严格按照生产设备的操作规程进行操作,避免因操作不当导致石墨舟的损坏或生产事故的发生。
- 使用后的维护与保养:
- 清洁处理,使用后及时对石墨舟进行清洁,去除表面的污垢和残留物质。可以使用适当的清洗剂和工具进行清洗,但要注意避免对石墨舟造成损伤。
- 储存保管,将清洁后的石墨舟存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中,避免受潮、受腐蚀。同时,要避免石墨舟受到挤压、碰撞等外力损伤。
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