一种不透明石英玻璃锭的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种不透明石英玻璃锭的制造方法，属于石英玻璃制造技术领域。本发明是在二氧化硅含量达到99.9%以上的石英砂中，掺入0.3～1.5%的液态聚硅氧烷与200～500ppm高纯白碳黑；然后采用焰熔法在炉膛中于1730?1850℃的氢氧焰下熔制成不透明石英玻璃锭。本发明采用的添加剂成本低；制造的不透明石英透光率低、纯度和密度高；且生产工艺简单，可操作性强。
【专利说明】
一种不透明石英玻璃锭的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种不透明石英玻璃锭的制造方法，属于石英玻璃制造技术领域。
【背景技术】
[0002]熔融石英产品被广泛用于生产微电子元件的半导体行业，虽然大多数时候是用到透明石英，但随着半导体行业的不断发展，8〃、12〃和18〃的高端半导体制造设备的工艺腔及法兰、垫片和板形容器等需要用到从紫外到红外波段具有低透过率的不透明石英。
[0003]传统的不透明石英玻璃制作方法是将二氧化硅或石英等自然材料置于电熔炉中熔化，或将自然材料与CaCO3等发泡剂熔合。但以此种方法制成的不透明石英玻璃含有碱性杂质，不能应用于制作半导体所需的零件。
[0004]另一种降低石英玻璃透明度的方法，是在不影响材料本身纯度的情况下，添加大小不一的颗粒来制成石英锭或其它形状的不透明石英材料。这些添加剂能够在熔融过程中产生微小气泡，达到反射、漫射或扩散光的目的。典型的是使用氮化硅粉末作为该添加剂。为了保证产品的纯度和均匀性，要求氮化硅粉末很细且纯度极高，但是该添加剂成本很高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:提供一种在石英玻璃原料中，添加液态的聚硅氧烷与高纯白碳黑，经过氢氧焰熔融过程，产生大量微小气泡，从而制造不透明石英玻璃的不透明石英玻璃锭的制造方法。
[0006]本发明的技术方案是:
一种不透明石英玻璃锭的制造方法，其特征在于:它包括以下步骤:
1)、在二氧化硅含量达到99.9%以上的石英砂中，掺入0.3?1.5%的液态聚硅氧烷与200?500ppm高纯白碳黑;然后放入搅拌器中搅拌60分钟，以使其掺杂均勾；
2)、将掺杂均匀的石英砂，加入下料装置，
3)、石英砂加料完成后，采用焰熔法在炉膛中于1730-1850°C的氢氧焰下熔制成锭，熔制过程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;
4)、石英玻璃锭熔制完成后，待自然冷却后，得乳白色的不透明石英玻璃锭。
[0007]本发明的制备原理是利用石英玻璃原料大部分为直径分布在120-160目的石英砂颗粒，其内部天然具有大量孔隙。添加的液态有机硅化合物，既能附在石英砂表面，也能吸附在有孔隙的石英砂内部。在石英砂熔融过程中，有机硅化合物氧化产生的大量CO2、H2O、CO等微小气团，除了在熔化面表面的可以排出外，其他大部分无法排出，被包裹在石英玻璃中，使其呈现白色不透明状态。
[0008]本发明的优点在于:
采用的添加剂成本较低；制造的不透明石英透光率低、纯度和密度高；且生产工艺简单，可操作性强。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
I)、在10Kg二氧化硅含量达到99.9%以上的石英砂中，掺入石英砂重量0.3%的液态聚硅氧烷与500ppm高纯白碳黑;然后放入搅拌器中搅拌60分钟，以使其掺杂均匀;将掺杂均匀的石英砂，加入下料装置，然后采用焰熔法在炉膛中于1730-1850°C的氢氧焰下熔制成锭，熔制过程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃锭熔制完成后，待自然冷却后，得乳白色的不透明石英玻璃锭。
[0010]采用实施例1制得的不透明石英，取样片磨至厚度为5mm，表面光洁度为30μπι，并用超声波清洗干净、烘干。样片通过红外分光光度计测量，内部透过率(允许反射损耗)在波长为900nm时是I.8%，2400nm时是I.3%。
[0011]实施例2
在10Kg二氧化硅含量达到99.9%以上的石英砂中，掺入石英砂重量0.8%的液态聚硅氧烧与500ppm高纯白碳黑;然后放入搅拌器中搅拌60分钟，以使其掺杂均勾;将掺杂均勾的石英砂，加入下料装置，然后采用焰熔法在炉膛中于1730-1850°C的氢氧焰下熔制成锭，熔制过程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃锭熔制完成后，待自然冷却后，得乳白色的不透明石英玻璃锭。
[0012]采用实施例2制得的不透明石英，取样片磨至厚度为5mm，表面光洁度为30μπι，并用超声波清洗干净、烘干。样片通过红外分光光度计测量，内部透过率(允许反射损耗)在波长为900nm时是 1.5%，2400nm时是 1.2%
实施例3
在10Kg二氧化硅含量达到99.9%以上的石英砂中，掺入石英砂重量1.5%的液态聚硅氧烧与300ppm高纯白碳黑;然后放入搅拌器中搅拌60分钟，以使其掺杂均勾;将掺杂均勾的石英砂，加入下料装置，然后采用焰熔法在炉膛中于1730-1850°C的氢氧焰下熔制成锭，熔制过程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃锭熔制完成后，待自然冷却后，得乳白色的不透明石英玻璃锭。
[0013]采用实施例3制得的不透明石英，取样片磨至厚度为5mm，表面光洁度为30μπι，并用超声波清洗干净、烘干。样片通过红外分光光度计测量，内部透过率(允许反射损耗)在波长为900nm时是2.5%，2400nm时是I.8%
实施例4
在10Kg二氧化硅含量达到99.9%以上的石英砂中，掺入石英砂重量1.2%的液态聚硅氧烧与300ppm高纯白碳黑;然后放入搅拌器中搅拌60分钟，以使其掺杂均勾;将掺杂均勾的石英砂，加入下料装置，然后采用焰熔法在炉膛中于1730-1850°C的氢氧焰下熔制成锭，熔制过程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃锭熔制完成后，待自然冷却后，得乳白色的不透明石英玻璃锭。
[0014]采用实施例4制得的不透明石英，取样片磨至厚度为5mm，表面光洁度为30μπι，并用超声波清洗干净、烘干。样片通过红外分光光度计测量，内部透过率(允许反射损耗)在波长为900nm时是2.0%，2400nm时是 I.2%。
【主权项】
1.一种不透明石英玻璃锭的制造方法，其特征在于:它包括以下步骤: I)、在二氧化硅含量达到99.9%以上的石英砂中，掺入0.3?1.5%的液态聚硅氧烷与200?500ppm高纯白碳黑;然后放入搅拌器中搅拌60分钟，以使其掺杂均勾； 2)、将掺杂均匀的石英砂，加入下料装置， 3)、石英砂加料完成后，采用焰熔法在炉膛中于1730-1850°C的氢氧焰下熔制成锭，熔制过程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H; 4)、石英玻璃锭熔制完成后，待自然冷却后，得乳白色的不透明石英玻璃锭。
【文档编号】C03B20/00GK106082603SQ201610439854
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】李得军, 陈银, 欧阳葆华, 商春利, 刘俊龙
【申请人】湖北菲利华石英玻璃股份有限公司