熔融石英坩埚在烧结和铸锭过程中的结构及性质

通过X射线衍射测试、薄片观察、SEM形貌分析、显气孔率和体积密度测量等方法,对熔融石英坩埚在烧结和铸锭过程中的物相、结构和性质变化进行了表征;为提高坩埚的强度和致密性,分别进行了烧结实验和硅溶胶浸渍实验。在本实验条件下,α-方石英的(101)衍射峰强度与坩埚结晶度呈线性相关(相关系数r=0.9999),可应用于坩埚结晶度的检测;保温时间为6 h时,坩埚烧结的上限温度为1170℃,此时其结晶度为0.6%;比较了不同的硅溶胶浸渍方式对于坩埚致密度的影响,其中真空浸渍效果较明显,使得坩埚的显气孔率下降13%,体积密度上升7%。

Si_3N_4添加量对熔融石英坩埚在铸锭过程中析晶的影响

为了研究Si_3N_4添加量对熔融石英坩埚在铸锭过程中结晶化的影响,首先在熔融石英浆料中添加不同量(质量分数为0、0.01%、0.05%和0.1%)的氮化硅粉,经注浆成型、140℃保温10 h干燥和1 150℃保温6 h烧后制备了熔融石英坩埚,然后在铸锭炉中进行最高温度为1 540℃,历时约52 h的多晶硅铸锭过程,最后用透射反射偏光显微镜观察铸锭后坩埚的显微结构,用X射线衍射仪分析铸锭后坩埚的物相组成,并计算其结晶度和晶粒尺寸。结果表明:随着Si_3N_4添加量的增加,铸锭后熔融石英坩埚中结晶相α-方石英的含量逐渐降低,晶粒尺寸逐渐减小。

基于机器人视觉的坩埚缺陷检测系统

为解决传统熔融石英坩埚缺陷,文中设计了一套以机器人为平台的基于机器视觉的坩埚缺陷检测系统。通过建立参考坐标系和机器人手眼标定等坐标系转换将像素坐标转换成机器人基础坐标,进而控制机器人对检测出的缺陷进行可视化标记。同时提出了一种基于图像尺度的平移向量的图像拼接算法。该方法能够对一个缺陷被几张图像分割采集情况进行很好地处理,同时配合模板匹配算法避免了同一缺陷在不同图像中被重复检测或标记混乱情况的发生。通过现场实测,该系统能够有效地提取出石英坩埚的缺陷。