石英坩堝由高純度熔融石英制成，具有優異的耐高溫性（軟化點約1650℃）、低熱膨脹系數和極低的雜質析出率，廣泛應用于單晶硅生長、半導體提純、高溫材料燒結及貴金屬熔煉等領域。然而，其脆性大、熱震敏感、易受堿金屬侵蝕，若使用不當，易導致開裂、污染甚至爆裂。掌握石英坩堝科學、規范的操作方法，是保障工藝純凈與實驗安全的核心。
一、使用前準備
查外觀：確認無裂紋、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%）或專用清洗劑浸泡，再經超純水多次沖洗，18MΩ·cm水電阻率達標；
查匹配性：確保坩堝尺寸、形狀與加熱爐膛、感應線圈或支撐架適配，避免受力不均。
二、升溫與降溫
嚴禁急冷急熱：升溫速率控制在≤5℃/min（尤其300℃以下），防止α-β石英相變（573℃）引發體積突變導致破裂；
推薦階梯升溫：如室溫→300℃（保溫30min）→800℃→目標溫度，讓應力充分釋放；
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、裝料與操作規范
物料干燥無水：含水或揮發性物質（如硝酸鹽、碳酸鹽）受熱分解產生氣體，易造成噴濺或內壓破裂；
避免接觸堿性物質：NaOH、K2CO2等會嚴重腐蝕石英，生成低熔點硅酸鹽，導致坩堝軟化穿孔；
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壁。
四、特殊工藝注意事項
單晶硅生長：需在惰性氣氛（Ar）中使用，防止氧擴散影響晶體質量；
金屬熔煉：僅限Pt、Au、Ag等不與SiO2反應的金屬，嚴禁Al、Fe、Ca等活潑金屬；
重復使用：每次使用后清除殘渣，檢查內壁是否發白或失透，出現則應報廢。
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