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【原創(chuàng)】【預(yù)告】大功率微波剔除石英砂氣液包裹體工程化研究


來源:中國粉體網(wǎng)   星耀

[導(dǎo)讀]  來自湖南工業(yè)大學(xué)的侯清麟教授將作《大功率微波剔除石英砂氣液包裹體工程化研究》報(bào)告,詳細(xì)講述微波技術(shù)剔除石英砂氣液包裹體。

中國粉體網(wǎng)訊  眾所周知,高純石英砂是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可替代的礦物原料,具有耐高溫、 熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電諧振效應(yīng)以及獨(dú)特的光學(xué)特性,其SiO2含量一般高于99.99%,被廣泛應(yīng)用于集成電路、醫(yī)學(xué)、航天航空、光通訊、激光、光伏等行業(yè)。


 


國內(nèi)石英砂制備行業(yè)雖然用進(jìn)口石英硅礦生產(chǎn)打錠和拉管用高純石英砂及光伏產(chǎn)業(yè)用石英坩堝外層用砂等取得長足進(jìn)展,形勢喜人,但由于進(jìn)口硅礦質(zhì)量不一,尤其是氣液包裹體含量偏高,比如安哥拉石英硅礦氣液包裹體雜質(zhì)含量大難以根本剔除,雖其主含量SiO2高,現(xiàn)卻受到應(yīng)用上的歧視。


據(jù)侯清麟教授研究研究發(fā)現(xiàn):國內(nèi)用進(jìn)口礦精制的高純石英砂氣液包裹體雜質(zhì)含量在200~350ppm,即使是進(jìn)口高純石英砂的氣液包裹體雜質(zhì)含量仍在100ppm左右。氣液包裹體是高純石英砂主要的雜質(zhì)來源之一,而這些雜質(zhì)是制約高純石英產(chǎn)品制備與應(yīng)用的關(guān)鍵性因素。那么如何去除氣液包裹體成為迫在眉睫的問題。


據(jù)了解,到目前為止,氣液包裹體去除的方法主要有:酸堿差異腐蝕法(行業(yè)通用)、熱或冷爆裂法(行業(yè)通用)、氯化脫氣法(日本)、微波法等。


微波法是利用微波選擇性加熱的特點(diǎn)剔除硅石礦中氣液包裹體的方法。微波是一種交變電磁波,具有獨(dú)特的選擇性加熱、可以使高介電常數(shù)物質(zhì)在幾分鐘內(nèi)加熱到較高的溫度,因而微波對去除介電常數(shù)有較大差異的雜質(zhì)有著獨(dú)特的優(yōu)勢。


SiO2 的介電常數(shù)為 3~5 F/m,氣液包裹體主要成分是 H2O、CH4與 C2H6 等,H2O 的介電常數(shù)最高可達(dá) 88 F/m,CH4與 C2H6 的介電常數(shù)分別為 31 F/m 和 38 F/m,氣液包裹體中其余小分子的介電常數(shù)也較高。故當(dāng)微波穿過石英砂時(shí),SiO2 基本不吸波,但氣液包裹體中的小分子受熱,其熵焓值提高,分子之間產(chǎn)生劇烈碰撞摩擦,氣液包裹體的空間一定,從而使其內(nèi)部壓力不斷上升,達(dá)到一定的壓強(qiáng)后砂粒壁內(nèi)外產(chǎn)生強(qiáng)大的壓強(qiáng)差,形成較大的剪切應(yīng)力促使砂粒壁炸裂,氣液包裹體從裂紋中逸出,從而達(dá)到剔除氣液包裹體的目的。


侯清麟教授是全國乃至全世界用微波技術(shù)去除氣液包裹體的第一人,其團(tuán)隊(duì)在微波輻射法方面做了多年研究,且取得很好的效果。早在今年5月粉體網(wǎng)舉辦的會議對話欄目上,侯清麟教授表示,關(guān)于微波技術(shù)應(yīng)用存在的誤區(qū),擬在下次粉體網(wǎng)平臺上演講,將原原本本進(jìn)行闡述。


2024年8月9日,中國粉體網(wǎng)將在江蘇鹽城大豐天沐酒店舉辦“2024(第二屆)全國集成電路及光伏用高純石英材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”,屆時(shí),來自湖南工業(yè)大學(xué)的侯清麟教授將作《大功率微波剔除石英砂氣液包裹體工程化研究》報(bào)告,詳細(xì)講述微波技術(shù)剔除石英砂氣液包裹體。



專家介紹


侯清麟,男,1955年2月生,湖南安仁人,博士,二級教授,中國注冊化工師,教授級高工。本科華南工學(xué)院(77級);中南大學(xué)碩士、博士;美國巴爾的摩大學(xué)MBA、MPA結(jié)業(yè)。現(xiàn)任湘潭大學(xué)博士、湖南工業(yè)大學(xué)博士和碩士研究生導(dǎo)師,湖南工業(yè)大學(xué)特聘教授,享受國務(wù)院特殊津貼專家。曾任衡山縣副縣長,湖南株洲化工廠處長、主任、石英玻璃廠(株洲327廠)廠長、湖南株洲化工集團(tuán)研究院院長、董事長兼總經(jīng)理,湖南工業(yè)大學(xué)黨委書記。曾獲兩屆湖南省優(yōu)秀企業(yè)家稱號,兩項(xiàng)全國管理成果二等獎(jiǎng)。


2006年來高校后主要從事石英硅礦制備高純石英砂研究,近十年擁有國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目4項(xiàng),省部級重點(diǎn)項(xiàng)目5項(xiàng),累計(jì)科研經(jīng)費(fèi)600余萬元,在美國英國等Top刊物及中南大學(xué)學(xué)報(bào)、功能材料、硅酸鹽等雜志發(fā)表Sci、Ei等論文30余篇,擁有國家發(fā)明專利13項(xiàng)。


業(yè)余還是中國、湖南省書法家協(xié)會會員(曾在北京、廣東東莞和長沙舉辦個(gè)人書法展)、省作家協(xié)會會員,發(fā)表文學(xué)作品近200萬字,出版專著9部。


參考來源:

【1】侯清麟,光伏用高純石英砂的制備新工藝應(yīng)用研究.

【2】侯清麟,新技術(shù)制備高純石英砂應(yīng)用研究.

【3】氣液包裹體如何剔除?工業(yè)微波完全可靠——訪湖南工業(yè)大學(xué)侯清麟教授

【4】侯清麟,剔除硅石礦中氣液包裹體方法的研究.

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)

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作者:星耀

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