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厦门宇电AI二次仪表在太阳能石英坩埚中的应用 摘要：本文以常熟华融太阳能新型材料有限公司为例，介绍了厦门宇电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， 通过实际应用证明宇电产品在此行业的成功应用。 关键词：AI仪表、厦门宇电、石英坩埚、太阳能、PID 调节器 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，采用了厦门宇电自动化科 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： 用表型号 用量 AI-2010S 2 AI-701A2I7 4 AI-702MFJ1L0L0S4 2 AI-702MFJ5L0L0S4 4 AI-708PAX3L0S4 4 AI-JK6 4 （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 电路必不可少的基础材料。 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