电弧法生产的石英坩埚主要用于：

a、单晶硅的拉制；

b、彩色荧光粉的烧结容器；

c、颜色玻璃融制用耐火坩埚。

目前，全球的硅单晶生产均采用电弧坩埚。

电弧法石英坩埚的工艺流程

1、原料准备：

石英坩埚的原料是石英砂，需要经过筛选和清洗，以去除杂质和颗粒不均匀的石英颗粒。同时，要对原料进行干燥，以确保在后续的工艺过程中不会出现气泡和烟雾。

2、配料与混合

根据生产需求，将石英砂和添加剂按照一定的配方比例混合。这一步骤中，需要确保原料的均匀混合，以保证坩埚的一致性。添加剂主要包含如铝粉、钠盐等，以调整石英砂的熔点和其它物理性质。

3、电弧熔炼

将石英砂按照技术要求成型至旋转模具内表面，通过电弧高温熔制成坩埚毛坯。电弧熔炼过程中，原料在高温下熔化成液态，并去除其中的杂质和气体。该工序是制作石英坩埚的核心工序，直接决定了石英坩埚的纯度、强度、微气泡密度水平。

4、冷却凝固

在铸型冷却过程中，液态原料逐渐凝固成固态坩埚。冷却速度的控制对坩埚的晶体结构和性能有影响。

5、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；尺寸检验:使用卡尺检验尺寸大小，合格产品进入下一步工序。

6、喷砂

去除熔制后坩埚毛坯的外层浮砂。通过该工序可以去除石英坩埚外表面粘附的浮砂，防止浮砂影响坩埚的拉晶性能。

7、外观及微气泡检测

检测石英坩埚外观及透明层微气泡状态。通过该工序可以防止外观不合格的产品流出。

8、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。

9、尺寸检验

检测石英坩埚外径、厚度、高度以及重量。通过该工序可以防止尺寸不合格产品流出。

10、洗净

通过水洗、酸洗、水洗的工艺顺序对坩埚的内外表面进行自动刻蚀清洗。该工序可以有效去除石英坩埚内外表面杂质是保证石英坩埚纯度的重要手段。

11、干燥

对洗净后的石英坩埚进行干燥，去除水分。

12、涂钡

制作钡涂层，该工序是涂层坩埚制作涂层的核心工序，能保证坩埚使用过程中形成均匀的析晶层，提升埚的长晶性能。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。

13、终检

坩埚出货前的检查，主要检查坩埚外观，防止不合格品流出。

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