Jaka jest waga sztabki krzemu?
Oct 14, 2025
Masa wlewka krzemowego zależy od jego średnicy i długości. Gęstość krzemu wynosi około 2,33 g/cm3, więc cylindryczna wlewka waży około 0,18 kg na centymetr długości przy średnicy 100 mm, 0,73 kg przy 200 mm i 1,65 kg przy 300 mm. Małe sztabki badawcze ważą kilka kilogramów; duże kryształy CZ mogą ważyć setki.
Formuła
W przypadku wlewka okrągłego potraktuj korpus jak cylinder:
Waga = gęstość × π × (D/2)² × L
Użyj gęstości 2,33 g/cm3, średnicy D i długości L w centymetrach, a wynik podano w gramach. Prawdziwe sztabki mają również koronę w kształcie stożka na końcu nasion i stożek ogonowy, więc całkowita waga po wyhodowaniu jest nieco większa niż samego cylindra. Po zmieleniu wlewka do ostatecznej średnicy i przycięciu końcówek, jest on nieco niższy.
Waga na centymetr średnicy
| Średnica | Waga na cm długości | Przykład: długość 50 cm |
|---|---|---|
| 2 cale (50,8 mm) | ~0,047 kg | ~2,4 kg |
| 3 cale (76,2 mm) | ~0,106 kg | ~5,3 kg |
| 4 cale (100 mm) | ~0,183 kg | ~9,1 kg |
| 6 cali (150 mm) | ~0,412 kg | ~20,6 kg |
| 8 cali (200 mm) | ~0,732 kg | ~36,6 kg |
| 12 cali (300 mm) | ~1,646 kg | ~82,3 kg |
Doping nie powoduje wymiernej zmiany wagi. Poziom domieszek jest niewielki w porównaniu z samym krzemem.
Co określa rozmiar wlewka
Metoda wzrostu
- Czochralski (CZ):ziarno jest wyciągane ze stopionego krzemu w tyglu kwarcowym. Ładunek tygla ogranicza masę całkowitą. CZ jest stosowany w większości płytek półprzewodnikowych, a kryształy CZ o dużej średnicy mogą osiągać setki kilogramów.
- Strefa pływania (FZ):strefa stopiona przechodzi wzdłuż pręta polikrzemowego bez tygla, dając bardzo niską zawartość tlenu i wysoką rezystywność. Kryształy FZ mają zwykle mniejszą średnicę i są lżejsze niż kryształy CZ. Zobacz naszePłytka silikonowa FZstrona z tym materiałem.
- Odlewane bloki multikrystaliczne:stosowane w fotowoltaice są to duże prostokątne bloki pocięte na cegły, które również mogą ważyć setki kilogramów.
Aplikacja
Laboratoria badawcze i producenci urządzeń specjalistycznych często potrzebują małych wlewków lub krótkich odcinków o wadze kilku kilogramów. Do produkcji płytek wielkogabarytowych wykorzystuje się długie wlewki, aby zmniejszyć koszt w przeliczeniu na wafel. Wlewki słoneczne są rozciągane i prostopadłe w cegły przed pokrojeniem.
Kształt
Wlewki do wafli okrągłych są szlifowane na dokładną średnicę, z płaską lub karbowaną powierzchnią. Wlewki solarne są kwadratowe, co eliminuje zakrzywione boki i zmniejsza wagę. W przypadku cegieł kwadratowych zamiast okręgu należy użyć rzeczywistego pola przekroju.
Dlaczego waga ma znaczenie dla kupujących
- Wycena:wlewki ipręty silikonowesą często podawane według wagi lub długości.
- Wysyłka:waga określa koszt transportu i opakowania. Wlewki kryształowe są kruche i wymagają wyściełanych, sztywnych skrzynek.
- Wydajność wafla:długość podzielona przez sumę grubości płytki i utraty szczeliny pozwala oszacować, ile płytek wytworzy wlewek.
- Obsługiwanie:ciężkie wlewki wymagają sprzętu do podnoszenia i bezpiecznych procedur.
Szybkie oszacowanie liczby płytek
Jako przybliżony przykład, wlewek o długości 50 cm i długości 6 cali, pocięty na płytki o średnicy 675 µm, z utratą około 0,2 mm przy każdym cięciu piłą, daje w przybliżeniu 500 mm / 0,875 mm, czyli około 570 wafli przed stratami wynikającymi z przycinania, złamania i kontroli. Rzeczywista wydajność jest niższa, więc używaj tego tylko do planowania.
Zamawianie wlewki krzemowej
Określ średnicę, długość lub wagę, metodę wzrostu, orientację kryształów, rodzaj przewodności, domieszkę i zakres rezystywności. Naszsztabka silikonowazakres można dostosować pod kątem rezystywności i innych parametrów.
Często zadawane pytania
Jaka jest gęstość krzemu?Około 2,33 g/cm3 w temperaturze pokojowej.
Ile waży 6-calowy sztabka krzemu?Około 0,41 kg na centymetr długości, zatem korpus wlewka o długości 50 cm waży około 20 kg.
Czy sztabki FZ są lżejsze od sztabek CZ?Zwykle dlatego, że kryształy FZ mają zwykle mniejszą średnicę i krótszą, ale przy tej samej średnicy waga na centymetr jest identyczna.