专利名称：不透明石英玻璃的制造方法、适于执行该方法的SiO的制作方法
技术领域：
本发明涉及不透明石英玻璃的制造方法，其中型坯由合成SiO2颗粒制成并在玻璃化温度下加热而形成由不透明石英玻璃构成的型件。
此外，本发明涉及适于执行该方法的合成SiO2颗粒，它由至少局部疏松多孔的且由SiO2初始粒子构成的烧结体构成。
不透明石英玻璃主要被用于制造热力工程用型件，其中重要的是，在同时具有高的温度稳定性的同时，要有良好的绝热性。在这里，对这样的石英玻璃型件的纯净度提出了越来越严的要求。在半导体业中的应用例如是反应器、扩散管、热屏蔽、钟罩或法兰的形式。对这些应用来说，首先需要红外线频谱区内的不透明度。在这里，不透明度意味着在可见光区(如350nm-800nm)和红外线区(约750nm-4800nm)内的透射少(小于1％)。在纯净度低的石英玻璃的情况下，因其中含杂质而自行出现了所需的不透明度。相反，在使用纯净原材料的情况下，获得了透明的石英玻璃，因而必须通过人工形成孔来产生型件的不透明度。由纯净原材料制造不透明石英玻璃是本发明的主题。
在EP-A1816297中描述了上述类型的由纯净原材料制造不透明石英玻璃的方法，其中提出了如此产生石英玻璃的不透明度，即用平均粒度为300微米的合成SiO2颗粒和成硅氮化合物粉末形式的添加剂制造混合粉末并使其熔融。当混合粉末熔融时，因Si3N4粉末热分解而释放出气态成分如氮气。气态成分导致在变软的石英玻璃中产生孔并因而产生所需的型件不透明度。为制造型件，混合粉末被填入一个衬有石墨毡的石墨模中并在电加热炉中在1800℃下进行真空加热。当熔融时，软化熔融的石英玻璃的前面作为“熔融作用面”地从模壁起径向内移。
由于掺杂，可能出现石英玻璃的透明消失现象，这导致了易碎性和更低的耐温变能力。在这方面，残余添加剂也可能不利地影响石英玻璃的质量。不均匀的孔分布也是危险的。在玻璃化过程中出现了孔长大，其中失去小孔地形成大孔，但大孔对不透明度的贡献很小，这导致了不透明石英玻璃的低密度并降低了石英玻璃型件的机械强度。
从DE-A1 4424044中知道了上述类型的SiO2颗粒，其中提出了，在一个具有旋转式旋流工具的混合容器中处理火成硅酸粉末的水悬浮液，在第一混合阶段内，该旋流工具的圆周速度被调节到15m/s-30m/s中的一值，而在第二混合阶段中，该圆周速度被调节到至少30m/s。在第一混合阶段中，悬浮液的固体含量至少为75wt％(重量百分比)，因此，在第一混合阶段后出现了平均粒径小于4毫米的颗粒物。另外，如此提高颗粒物的致密度，即加入无定形硅酸灰并在第二混合阶段内在强烈混合和撞击力的作用下使其分解。在这种情况下，同时从颗粒物表面流出水，水通过添加其它硅酸粉末而被扑上粉，以防止颗粒粘合。这种已知方法导致了具有高堆积密度的能流动的SiO2颗粒，它适用作牙科领域中的填充物质或催化剂载体。
本发明的任务是提供一种制造纯净的不透明石英玻璃的方法，在具有高密度的同时，该石英玻璃还具有均匀的孔分布及高粘度和小的透明消失倾向，并且还提供一种适于执行该方法的SiO2颗粒。
就方法而言，根据本发明并基于前言所述方法地如此完成该任务，即一个至少局部疏松多孔的且由SiO2初始粒子制成的SiO2颗粒的烧结体被用作SiO2粒，所述SiO2颗粒具有1.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)及至少为0.8g/m3的压实密度。
通过使由SiO2颗粒制成的型坯玻璃化，其中所述SiO2颗粒由至少局部疏松多孔的SiO2初始粒子的烧结体制成并具有1.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)及至少为0.8g/m3的压实密度，获得了纯净的不透明石英玻璃，在具有均匀孔分布的同时，这种不透明石英玻璃还具有高密度、高粘度和小的透明消失倾向。由不透明石英玻璃制成的部件以良好的绝热能力及长的高温使用寿命而著称。
SiO2颗粒以至少局部疏松多孔的SiO2初始粒子的烧结体的形式存在。这样的初始粒子例如是通过硅化合物的火焰热解或氧化、通过有机的硅化合物按所谓的溶胶法水解或通过无机的硅化合物在液体中水解而获得的。这样的初始粒子的特点是纯净度高，但它们因其堆积密度低而很难运送。为此，需要进行借助成粒法的压实。在成粒时，通过集蓄许多细小初始粒子而形成更粗的烧结体。烧结体具有许多敞开的孔道，这些孔道构成一个大小相应的孔腔。用于进行本发明方法的SiO2颗粒的一些粒就由这样的烧结体构成。因存在孔腔，所以颗粒的特点是它们具有1.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)。因此，所述比面积不仅体现为外表面，而且主要体现为呈孔道形式的内表面。在使型坯玻璃化时，孔腔的绝大部分因烧结和萎陷而封合。但由前开口孔道留下了许多细小的封闭孔，入射光线在这些细孔上散射，这产生了不透明度或低透射性。大表面有利于在玻璃化时形成气态的一氧化硅(SiO)，这对小孔的萎陷不利，因为被封入封闭孔中的气体可能无法再选出。
因此，不需要添加在玻璃化时蒸发的添加剂以产生不透明度(如在前言所述的已知方法中那样)。因此，可以避免随着使用这样的添加剂时而带来的对石英玻璃的污染。
本发明所用的合成SiO2颗粒的特点是，在具有高压实密度的同时，它们还具有1.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)。至少为0.8g/m3的压实密度首先确保了型坯可由SiO2颗粒制成，同时，主要通过大的且呈内表面形式的比面积决定了石英玻璃的不透明度。
根据BET法(DIN66132)来测定SiO2颗粒的比面积，根据DIN/ISO787来测定压实密度。
型坯以疏松散料或机械预压实或热预压实的多孔体的形式由SiO2颗粒构成。
事实证明，具有10m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)的SiO2颗粒特别适用于本发明的方法。因此，在获得高密度和小的透明消失倾向的同时，在石英玻璃的不透明度或低透射性方面且尤其是红外线频谱区内的透射性方面，获得了良好的结果。0.9g/m3-1.4g/m3的压实密度在颗粒的喷洒能力和运送性能方面是很有效的。
在一个优选的方法变型方案中，存在着平均粒度为0.5微米-5微米的SiO2初始粒子。这样的初始粒子在所谓的溶胶法中是通过水解有机的硅化合物而获得的。在一个替换型且同样优选的方法变型方案中，SiO2初始粒子的平均粒度为0.2微米以下。这样的火成初始粒子是通过无机硅化合物的火焰热解或氧化而形成的。为了获得玻璃化时的小透明消失倾向，初始粒子最好是无定形的。
在这两种方法变型方案中，初始粒子以具有大自由表面而著称。通过利用物理或化学键合力地聚结许多个这样的初始粒子，就形成了本发明所指的颗粒。为了成粒，采用已知的成粒法且尤其是包含初始粒子的物质的累积成粒法(湿式成粒法)或压制成粒法(挤压法)。尤其是，根据溶胶法获得的初始粒子密集成团，这是因为它主要并最好是具有球形形状。自由表面缩小了相邻初始粒子接触面大小，但在各初始粒子之间，如上所述地可能形成在玻璃化时被封合的孔。由于初始粒子的平均粒度小于5微米，所以得到了相应细密的孔分布。作为按照ASTM1070的所谓D50值来测量平均的初始粒子大小。
这样的颗粒被证明是特别适用于本发明方法的，即其中各SiO2粒具有均匀的密度分布，其中一个低密度内区至少部分地被一个高密度外区包围住。由此一来，气体成功地被封在内区中，它们随后在玻璃化时无法或只能有一部分逸走并因而有助于孔形成和石英玻璃的不透明度(低透射性)。
在一个优选的方法中，使用了这样的颗粒，其中内区具有一个空腔。该空腔至少在局部被高密度外区对外封闭住。
在这里，疏松多孔颗粒的外区有利地通过热处理被预压实，这种热处理包括在800℃-1350℃之间的一个温度下的烧结。通过热处理，外区获得了一个比多孔的或空心的内区更高的密度，从而孔或孔道优选地在外区中缩小并闭合。为此，在外区和内区之间的易调节的温度梯度得到平衡前，中断或结束这种热处理。这例如可以通过简单的方式如此实现，即使颗粒被连续地穿过一个加热区。
这样的方法被证明是有利的，其中热处理包括含氯气氛中的加热。通过在含氯气氛中的处理，消除了在处理温度下形成挥发性氯化合物的杂质和OH基。因此，提高了不透明石英玻璃的纯净度，提高了粘度并进一步降低了透明消失倾向。含氯气氛包含氯和/或氯化合物。在本发明所指的纯净石英玻璃中，杂质Li、Na、K、Ca、Fe、Cu、Cr、Ti、Zr的总含量小于重量比250ppb。在这个意义上，掺杂材料不是杂质。
在一个优选的方法中，热处理包括在含氮气氛中并在有碳的情况下在1000℃-1300℃之间的一个温度下加热多孔烧结体。通过这个方法变型方案(以下称为“热渗碳渗氮”)，获得了颗粒，氮富集在颗粒的整个自由表面上。在有碳的情况下，使渗氮更容易进行，但碳本身挥发了。事实证明，通过渗氮而提高了石英玻璃的粘度。也通过由SiO2颗粒形成的颗粒获得了高粘度，所述SiO2颗粒以重量比5ppm-20ppm的浓度掺杂有铝。在这种情况下，铝掺杂物有利地通过细微分布的毫微级Al2O3微粒产生。由此一来，确保了掺杂物的均匀分布。火成Al2O3微粒因具有大的比面积而特别适用于此。
在使用由具有150微米-2000微米的平均粒度的颗粒构成的SiO2颗粒的情况下，事实证明，避免使用粒度小于100微米的微粒是有利的。为此，粒度小于100微米的微粒被从颗粒中分离出来，或者在制造颗粒时抑制这种微粒的产生。在粗大颗粒中，在型坯玻璃化时或在颗粒预压实的热处理时形成一个温度梯度，这个温度梯度导致了在外层中的高密度颗粒内的温度梯度并因而如上所述地有利于在玻璃化时形成孔。此外，当微粒易于扬起时，微粒不利地影响了在孔道萎陷时的石英玻璃收缩并且使保持一定量的微粒很困难。
有利地形成这样一个型坯，即它具有一个绕一个转动轴线运动的内表面，其中如此进行型坯加热，即内表面的玻璃化作用面向外前进。玻璃化作用面是熔融材料和未熔融材料之间的模糊界面。在未熔融材料中，存在着敞开孔的和通道，而熔融材料具有封闭的孔，这些封闭孔无法再与外表面连通。型坯从内表面起被加热，从而玻璃化作用面从那里起向外经过型坯壁。在这种情况下，可升华的杂质转变为气相并且在玻璃化作用面前被向外地赶向尚疏松的型坯区域，在这个疏松区域中，它们可以逸走或被吸出。
在这里，事实证明，在绕转动轴线转动的情况下从内表面起借助一道电弧把型坯加热到超过1900℃的玻璃化温度是有利的。这种转动保证了均匀加热型坯，因此避免了最高温度和密度差。在电弧加热时，使型坯遇到非常高的超过1900℃的温度。由于温度很高，扩散过程和其它材料交换过程加速进行。由此可以有效地如此清除杂质且尤其是气态杂质，即它们膨胀并在玻璃化作用面前外逸。
与执行该方法的合成SiO2颗粒有关地，根据本发明，如此完成上述任务，即它含有具有至少为1.5m2/g的比面积(根据BET)及至少为0.8g/m3的压实密度的SiO2颗粒。
SiO2颗粒以至少局部疏松多孔的SiO2初始粒子的烧结体形式存在。这样的初始粒子例如是通过硅化合物的火焰热解或氧化、通过有机的硅化合物按照所谓的溶胶法水解或通过无机的硅化合物在液体中水解而获得的。这样的初始粒子以高纯净度著称，但由于其堆积密度小，它们很难运送。为此，需要进行借助成粒法的压实。在成粒时，通过集蓄许多细微的初始粒子而形成了更粗的烧结体。烧结体具有许多敞开的孔道，这些孔道构成了一个大小相应的孔腔。本发明SiO2颗粒的单个颗粒就由这样的烧结体构成。
因此，本发明的合成SiO2颗粒的特点是，在具有高压实密度的同时，它们还具有至少为1.5m2/g的比面积(根据BET)。比面积不仅体现为外表面，而且主要体现为成孔道形式的内表面，并且在被用于制造不透明石英玻璃时，它不仅在可见光频谱区内，而且尤其是在红外线频谱区内产生了不透明度(低透射性)。至少为0.8g/m3的压实密度首先确保了可由SiO2颗粒制成一个型坯。
SiO2颗粒的比面积是根据BET法(DIN66132)测定的，而压实密度是根据DIN/ISO787测定的。
参照以上用于描述本发明方法的内容，得到了与使用颗粒而产生的石英玻璃的不透明度有关的本发明SiO2颗粒的性能和作用的细节。
事实证明，具有10m2/g-40m2/g比面积(根据BET)的SiO2颗粒特别适用于本发明的方法。因此，在获得高密度和小的透明消失倾向的同时，在石英玻璃的不透明度或低透射性方面且尤其是在红外线频谱区的透射性方面，获得了良好的结果。0.9g/m3-1.4g/m3的压实密度在颗粒的喷洒能力和运送性能方面是很有效的。
在一个优选的方法变型方案中，存在着平均粒度为0.5微米-5微米的SiO2初始粒子。这样的初始粒子在所谓的溶胶法中是由有机的硅化合物获得的。作为替换方式，SiO2初始粒子的平均粒度也最好为0.2微米以下。这样的火成初始粒子是通过无机硅化合物的火焰热解或氧化形成的。
初始粒子以都具有大自由表面而著称。通过利用物理或化学键合力地聚结多个这样的初始粒子，就形成了本发明的颗粒。为了成粒，采用已知的成粒法且尤其是累积成粒法或压制成粒法(挤压法)。尤其是，根据溶胶法获得的初始粒子密集成团，这是因为它主要并最好是呈球形，这种形状造成高的堆积密度。自由表面缩小了相邻初始粒子接触面，但在各初始粒子之间，如上所述地可能形成在玻璃化时被封合的孔。由于初始粒子的平均粒度小于5微米，所以得到相应细密的孔分布。作为按照ASTM1070的所谓D50值来测量平均粒度。
这样的颗粒被证明是特别适用于本发明方法的，其中各SiO2粒具有均匀的密度分布，其中一个低密度内区至少部分地被一个高密度外区包围住。这使得气体更容易被封在内区中，它们随后在玻璃化时无法或只有一部分逸走并因而导致了孔形成和石英玻璃的不透明度。
最好烧结体内区具有一个空腔。该空腔至少局部被高密度外区对外封闭住。
通过这样的热锤炼来轻易地调节SiO2颗粒的比面积和压实密度，即这种热处理包括在800℃-1450℃之间的一个温度下的烧结。在这种情况下，也可以在外区中获得更高密度，例如通过在热处理时调节出一个温度梯度。通过调节温度梯度，孔和孔道最好在靠近表面的各颗粒体积区内收缩，或者说在外区中收缩。因此，它获得了一个比多孔的或空心的内区更高的密度。在外区和内区之间的易调节温度梯度得到平衡前，中断或结束SiO2颗粒的热处理。这例如可以通过简单方式如此实现，使颗粒被连续地穿过一加热区。这样的温度梯度可以在粗粒的情况下比细微颗粒更轻松地进行调节，如以下详细描述的那样。
就由颗粒制成的石英玻璃的高热强度而言，优选这样的SiO2颗粒，即它有助于获得高粘度。这通过这样的颗粒实现，其中初始粒子具有含氮的表面层。由此一来，一方面可以以化合方式把氮加入要由颗粒制成的石英玻璃中，这导致了粘度提高，另一方面，松散结合的氮在加热时被释放出来并因此有助于形成孔。
也通过这样的颗粒获得了高粘度，即所述颗粒由这样的颗粒制成，所述颗粒以重量比5ppm-20ppm的浓度掺杂有铝。在这种情况下，铝掺杂物有利地通过细微分布的毫微级Al2O3微粒产生。由此确保了掺杂物的均匀分布。具有大比面积的火成Al2O3微粒特别适用于此。
在第一优选实施形式中，颗粒由圆形SiO2颗粒构成。以良好的喷洒能力、高压实密度和玻璃化时的小收缩而著称的这样的颗粒例如是通过累积成粒法(湿式成粒法)获得的。
在同样优选的第二实施形式中，颗粒是挤压品。这样的颗粒可以通过挤压法低成本地制成，其特点是，SiO2颗粒成细长条状，它们也可以获得细长的空腔。
本发明的颗粒特别适用于用耐热的不透明石英玻璃制造部件如热屏蔽、反应容器或马弗炉。
这样的部件的特点是，它具有一个由不透明石英玻璃构成的区域，所述石英玻璃由具有0.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)及至少为0.8g/m3的压实密度的合成SiO2颗粒构成，所述颗粒由至少局部疏松多孔的SiO2初始粒子的烧结体制成。
通过使相应的堆积颗粒玻璃化，获得了不透明区。这个区域以红外线区内的不透明度高而著称。这主要是如此实现的，即该区域由这样的SiO2颗粒制成，所述SiO2颗粒由至少局部疏松多孔的SiO2初始粒子的烧结体制成，它具有1.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)。这样一来，在按规定地使用部件时，获得了特别好的绝热效果。在成粒时，通过聚集细微的初始粒子而形成了较粗的烧结体。所述烧结体具有许多开口孔道，它们形成一个大小相应的孔腔。这些颗粒所用的SiO2颗粒由这样的烧结体制成。在玻璃化时，孔腔的大部分通过烧结和萎陷而封闭。不过，由前开口孔道留下许多细小封闭孔，红外线在这些小孔处被反射回来，这产生了在红外线区内的不透明区的不透明度。
以下，结合实施例和附图来详细说明本发明。在附图中，在示意图中具体示出了
图1表示制造空心圆筒的例子的玻璃化处理步骤；图2结合单个SiO2粒的横截面图地表示本发明的SiO2颗粒的第一实施形式；图3结合喷射颗粒的横截面图地表示成喷射颗粒形式的本发明的SiO2颗粒的第二实施形式。
在图1中，示意地表示本发明的通过使原先多孔的空心圆筒1玻璃化来制造成不透明型件形式的不透明石英玻璃的方法。以下，先详细描述空心圆筒1的制造。
具有34m2/g的BET比面积和1.1g/m3的压实密度的SiO2颗粒被填充到一个管形金属模2中，该金属模绕其纵轴线3转动。在图1中，用箭头4表示转动方向。在离心力作用和靠模辅助下，由在金属模2内壁5上的散料制成了一个旋转对称的空心圆筒1。空心圆筒1在布料时具有约100毫米的层厚并且具有一个成内径约为73毫米的通孔6形式的内孔5。通过离心力，散料在进行后续处理步骤前轻易地变硬了。
为了制造不透明型件，经过机械压实的空心圆筒1随后借助一道电弧7从空心圆筒1内孔6起地被分区熔化了。为此，从空心圆筒1一端开始地把一个电极对8插入内孔6中并且一直使其移向空心圆筒1的对置端并沿内壁9连续移动。电极对8的进给速度被调节到55毫米/分钟。通过电弧7的温度，空心圆筒1被玻璃化。在空心圆筒1的内壁上，获得了高达2100℃以上的最高温度。在这种情况下，在空心圆筒1内形成了一个向外朝着金属模2前进的玻璃化作用面10，它形成了在空心圆筒1的仍开口的区域11和空心圆筒1的已部分熔融的不透明区12之间的界面。在图1中，示意地用箭头方向14标出了玻璃化作用面10的运动方向13，这个运动方向(通过电极对7进给速度而叠加)大致是沿内孔6内壁9的径向向外。被封在SiO2颗粒中的气体导致了在不透明区域12中形成气孔，由此产生了理想的不透明度。空心圆筒的密度为1.1g/m3，内径为140毫米，壁厚为22毫米。
在这个方法中，内孔6的内壁9区因电弧7温度高而变得非常致密。由此一来，熔融型件12获得了一个内表面层15，这个内表面层由高密度的透明石英玻璃构成。如此形成的且由不透明石英玻璃构成的管形型件12被加工成耐高温的马弗炉。
以下，结合图2来详细描述被用于进行上述方法的SiO2颗粒。在图2中，示意示出了所用颗粒的单个典型的粒21。在由多孔石英玻璃构成的颗粒21成圆形的情况下，一个低密度中心区约为透明石英玻璃密度的40％，而在外层中，它约为其60％。中心区22与外层23之间的界面是流动的。粒直径为420微米，外层厚度约为100微米。
制造颗粒是采用搅拌器并按照普通的湿法成粒法进行的。通过SiCl4的火焰热解产生的无定形毫微级火成SiO2颗粒制成了含水悬浮液，所述SiO2颗粒具有60m2/g的比面积(根据BET)，所述悬浮液在连续搅拌下脱除水分，直到它形成粒物质地分解。在干燥后，如此获得颗粒的比面积(根据BET)为50m2/g，其中圆形颗粒的直径为160微米-1000微米。随后，SiO2颗粒在约1200℃温度下在含氯气氛中被连续地热压实。在这种情况下，颗粒同时得到净化，其中借助氯的净化是特别有效的，因为清洁气体可经孔道接近SiO2颗粒的表面并且气态杂质可被容易地去掉。在这里，流量约为10kg/h。在这种情况下，在一些颗粒中形成了导致中央区22和外层23具有不同密度的温度梯度。
在预处理后获得的SiO2颗粒的特点是它具有34m2/g的BET比面积和1.1g/m3的压实密度。平均粒径约为420微米，在这里要注意，直径小于100微米的微粒(不过，其在这里取决于生产条件地不一定存在)在被用到制造不透明石英玻璃前被除去。杂质Li、Na、K、Ca、Fe、Cu、Cr、Ti、Zr的总含量小于200ppb(重量)。
如参见图1所述的那样，如此制成的且由无定形毫微级SiO2微粒构成的颗粒被用于制造不透明石英玻璃。由于单个颗粒是通过集蓄许多个具有很小的初始粒子大小的初始粒子而形成的，所以在玻璃化时，可以获得相应细微和均匀的孔分布，如以上详细描述的那样。
在图3中示意地示出了单个喷射颗粒31。这个颗粒是典型的喷射粒，它也适用于进行结合图1举例所述的方法。典型的喷射颗粒31以SiO2初始粒子的烧结体形式存在。它具有一个被外层33围绕的空腔32。在外层33上形成一个喂入漏口，它在一条狭窄的通道34中通入空腔32。喷射颗粒31的外径约为300微米，外层33厚度约为100微米。
以下，详细描述喷射颗粒的制造。
火成的高纯度毫微级SiO2初始粒子具有70m2/g的比面积(根据BET)，它们分散于去离子水中。加入成火成Al2O3形式的12ppm(重量)。在这里，悬浮液被调整到1380g/l的体积重量。胶泥粘度为450mPas。在使用常用的喷雾干燥装置(Dorst公司的D400型)的情况下，悬浮液在380℃热空气温度下和10.5巴淤积压力下被喷射出去。在这种情况下，获得了平均粒径为330微米的且残余含水分为0.3％的喷射颗粒。比面积(根据BET)为54m2/g，堆积密度为0.6g/cm3。颗粒随后在1200℃下并以6.1kg/h的流量在HCL/Cl2混合气下被连续清洗并且通过热而变硬。
在这些处理后，BET比面积为20m2/g，堆积密度为0.8g/cm3，压实密度为0.92g/cm3。在这里，直径小于100微米的微粒部分取决于生产条件地已在喷雾成粒中借助旋风分离器被分离了出去。杂质Li、Na、K、Ca、Fe、Cu、Cr、Ti、Zr的总含量小于200ppb(重量)。
如结合图1所述地，如此制成的且由无定形毫微级SiO2微粒构成的喷射颗粒被用于制造不透明石英玻璃。由于单个颗粒是通过集蓄许多个具有很小的初始粒子大小的初始粒子而形成的，所以在玻璃化时，可以获得相应细微和均匀的孔分布。通过空腔32形成一个附加的且近似封闭的气眼，这简化了孔分布，所述气眼在玻璃化时至少部分保留下来，这是因为，被封入的气体在玻璃化过程中只会部分逸走并因而有助于孔的形成和石英玻璃的不透明度。
权利要求
1.一种不透明石英玻璃的制造方法，其中由合成SiO2粒形成一个型坯并且在玻璃化温度下加热该型坯地形成一个由不透明石英玻璃构成的型件，其特征在于，一个至少局部疏松多孔的且由SiO2初始粒子制成的SiO2颗粒(21；31)的烧结体被用作SiO2粒，SiO2颗粒(21；31)具有1.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)及至少为0.8g/m3的压实密度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，SiO2颗粒(21；31)具有10m2/g-30m2/g的比面积(根据BET)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述压实密度为0.9g/m3-1.4g/m3。
4.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述SiO2初始粒子具有0.5微米-5微米的平均粒度。
5.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述SiO2初始粒子具有小于0.2微米的平均粒度。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述SiO2初始粒子是无定形的。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使用了一种由具有不均匀密度分布的SiO2粒构成的颗粒(21；31)，其中一个低密度内区(22；32)至少部分地被一个高密度外区(23；33)包围着。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，外区(23；33)通过这样的热处理而变得致密，即该热处理包括在800℃-1450℃之间的一个温度下的烧结。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述热处理包括在含氯气氛下的加热。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述热处理是在含氮气氛中并在有碳的情况下在1000℃-1300℃之间的一个温度下进行的。
11.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使用了由具有150微米-2000微米平均粒度的粒构成的SiO2颗粒，其中避开了所述粒中的粒度小于100微米的微粒部分。
12.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，形成一个型坯(1)，它具有一个绕一个转动轴线(3)运动的内表面(9)，如此进行型坯(1)的加热，即内表面(9)的玻璃化作用面(10)向外推进。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在绕转动轴线(3)转动的情况下，型坯(1)从内表面(9)起借助一道电弧(7)被分区加热到一个超过1900℃的玻璃化温度。
14.一种执行如权利要求1-13之一所述方法的SiO2颗粒，它由至少局部疏松多孔的SiO2初始粒子的烧结体构成，其特征在于，它具有1.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)及至少为0.8g/m3的压实密度。
15.如权利要求14所述的颗粒，其特征在于，所述比面积为10m2/g-30m2/g(根据BET)。
16.如权利要求14或15所述的颗粒，其特征在于，其压实密度为0.9g/m3-1.4g/m3。
17.如权利要求14-16之一所述的颗粒，其特征在于，所述SiO2初始粒子具有0.5微米-5微米的平均粒度。
18.如权利要求14-16之一所述的颗粒，其特征在于，所述SiO2初始粒子具有小于0.2微米的平均粒度。
19.如权利要求14-18之一所述的颗粒，其特征在于，所述烧结体如此具有不均匀的密度分布，即一个低密度内区(22；32)至少部分地被一个高密度外区(23；33)包围着。
20.如权利要求19所述的颗粒，其特征在于，所述内区(32)具有一个空腔。
21.如权利要求14-20之一所述的颗粒，其特征在于，所述SiO2颗粒的比面积和压实密度是通过包括在800℃-1350℃之间一个温度下的烧结的热处理来调节的。
22.如权利要求14-21之一所述的颗粒，其特征在于，所述SiO2初始粒子具有一个含氮的表面层。
23.如权利要求14-22之一所述的颗粒，其特征在于，它由SiO2粒构成，所述SiO2粒按照重量比5ppm-20ppm的浓度掺杂有铝。
24.如权利要求23所述的颗粒，其特征在于，铝掺杂物以细微分布的毫微级Al2O3粒子的形式存在。
25.如权利要求14-21之一所述的颗粒，其特征在于，颗粒(21；31)由圆形SiO2粒构成。
26.如权利要求14-24之一所述的颗粒，其特征在于，所述颗粒成挤压品形式。
27.一种由石英玻璃构成的部件，其特征在于，它具有一个由不透明石英玻璃构成的区域，它由一种具有0.5m2/g-40m2/g的比面积(根据BET)及至少为0.8g/m3的压实密度的合成SiO2颗粒(21；31)制成，所述SiO2颗粒由至少局部疏松多孔的且由SiO2初始粒子构成的烧结体构成。
全文摘要
在不透明石英玻璃的制造方法中，由合成SiO
文档编号C03C1/00GK1413175SQ00817710
公开日2003年4月23日 申请日期2000年12月14日 优先权日1999年12月22日
发明者W·维尔德克, H·法比安, U·格尔蒂格, J·莱斯特, R·格贝尔 申请人:赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司