Wenn es um die Verarbeitung von Flüssigkeiten geht, müssen die Behälterwände frei von jeglicher Porosität sein. Dies ist ein Merkmal der Saint-Gobain Quartz-Tiegel, die im Gegensatz zu den einfachen porösen Slipcast-Behältern im Lichtbogenschmelzverfahren hergestellt werden.
Einer der wichtigsten Parameter, der zur Auswahl eines bestimmten Tiegels führt, ist die Verarbeitungs-/Brenntemperatur. Die Zahl der geeigneten Kandidaten schrumpft schnell, wenn die Temperatur 1.050 °C oder mehr beträgt. Quarz gehört zu den wenigen Materialien, die einer solchen Belastung standhalten können.
Wenn es um Prozessparameter geht, ist es in einigen Industrien üblich, dass ein schnelles thermisches Hochfahren erforderlich ist.
In einem solchen Fall sind Behälter aus Quarzglas das Material der Wahl, da es im Gegensatz zu Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid Wärmeschocks bemerkenswert gut übersteht, selbst wenn die Quarzbehälter zuvor bei negativen Temperaturen gelagert wurden.
Diese Vorteile ergeben sich direkt aus den intrinsischen Eigenschaften von Quarzglas, das einen der niedrigsten Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) unter allen mineralischen Materialien aufweist.
Da die meisten Prozesse, bei denen Quarztiegel zum Einsatz kommen, bei hohen Temperaturen ablaufen, ist es von entscheidender Bedeutung, dass der für diesen Prozess gewählte Tiegel eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität aufweist, was bei Quarzmaterial der Fall ist.
In einigen Industrien ist es erforderlich, die oben beschriebenen Parameter – thermische Widerstandsfähigkeit und Dimensionsstabilität – bei einer Verarbeitungstemperatur von über 1.050 °C zu kombinieren. In diesem Fall kann immer noch Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid verwendet werden, aber Quarz ist aufgrund seiner besonderen Eigenschaften manchmal die einzige Lösung. Die Herausforderung besteht darin, dass sich die mechanischen Eigenschaften von Quarzglas oberhalb von 1.050 °C verschlechtern. Dieses Problem kann durch die Verwendung von Halteelementen wie z. B. Suzeptoren vermieden werden, wie es bei der Verarbeitung von Siliziumhalbleitern bei 1425 °C der Fall ist.
Auch wenn die Verwendung heute offensichtlich nicht mehr so umfangreich ist wie vor der Erfindung konkurrierender Materialien wie Polymere, neigen einige Industrien, die aggressive Komponenten in Verbindung mit Temperatur behandeln, dazu, Quarzglas gegenüber anderen Optionen zu bevorzugen. In der Tat ist die Lebensdauer von Quarz in einer solch rauen Umgebung viel höher als die von alternativen Materialien. Das ist zum Beispiel bei der Herstellung von Phosphor- oder Leuchtstoffpulvern der Fall.
Die Wahrung der chemischen Reinheit dessen, was in einem Tiegel geschmolzen wird, kann für einige Industrien wie das Schmelzen von Spezialgläsern oder Legierungen, für die Edelmetallraffination, aber auch für das Schmelzen von Silizium entscheidend sein. Im Gegensatz zu Graphitbehältern verunreinigen Quarzbehälter die Schmelze nicht mit Kohlenstoff und geben eine begrenzte Menge Sauerstoff an sie ab.
