石英坩堝由高純度熔融石英制成，具有優(yōu)異的耐高溫性（軟化點(diǎn)約1650℃）、低熱膨脹系數(shù)和極低的雜質(zhì)析出率，廣泛應(yīng)用于單晶硅生長(zhǎng)、半導(dǎo)體提純、高溫材料燒結(jié)及貴金屬熔煉等領(lǐng)域。然而，其脆性大、熱震敏感、易受堿金屬侵蝕，若使用不當(dāng)，易導(dǎo)致開(kāi)裂、污染甚至爆裂。掌握石英坩堝科學(xué)、規(guī)范的操作方法，是保障工藝純凈與實(shí)驗(yàn)安全的核心。
一、使用前準(zhǔn)備
查外觀：確認(rèn)無(wú)裂紋、氣泡、劃痕或白斑（可能為Na2、K2污染）；
查潔凈度：新坩堝需用高純HF酸（5–10%）或?qū)Ｓ们逑磩┙?，再?jīng)超純水多次沖洗，18MΩ·cm水電阻率達(dá)標(biāo)；
查匹配性：確保坩堝尺寸、形狀與加熱爐膛、感應(yīng)線(xiàn)圈或支撐架適配，避免受力不均。
二、升溫與降溫
嚴(yán)禁急冷急熱：升溫速率控制在≤5℃/min（尤其300℃以下），防止α-β石英相變（573℃）引發(fā)體積突變導(dǎo)致破裂；
推薦階梯升溫：如室溫→300℃（保溫30min）→800℃→目標(biāo)溫度，讓?xiě)?yīng)力充分釋放；
降溫必須隨爐冷卻：切勿將高溫坩堝直接暴露于空氣中或接觸冷金屬，建議降溫速率≤3℃/min。
三、裝料與操作規(guī)范
物料干燥無(wú)水：含水或揮發(fā)性物質(zhì)（如硝酸鹽、碳酸鹽）受熱分解產(chǎn)生氣體，易造成噴濺或內(nèi)壓破裂；
避免接觸堿性物質(zhì)：NaOH、K2CO2等會(huì)嚴(yán)重腐蝕石英，生成低熔點(diǎn)硅酸鹽，導(dǎo)致坩堝軟化穿孔；
輕拿輕放：使用石英鉗或陶瓷夾具，禁止金屬工具直接觸碰內(nèi)壁。
四、特殊工藝注意事項(xiàng)
單晶硅生長(zhǎng)：需在惰性氣氛（Ar）中使用，防止氧擴(kuò)散影響晶體質(zhì)量；
金屬熔煉：僅限Pt、Au、Ag等不與SiO2反應(yīng)的金屬，嚴(yán)禁Al、Fe、Ca等活潑金屬；
重復(fù)使用：每次使用后清除殘?jiān)瑱z查內(nèi)壁是否發(fā)白或失透，出現(xiàn)則應(yīng)報(bào)廢。
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