一种低羟基低包裹体石英砂及其制备方法与流程

本发明涉及一种低羟基低包裹体石英砂，尤其涉及一种低羟基低包裹体石英砂及其制备方法，属于光伏领域。

背景技术：

1、石英砂在光伏领域用于制作石英坩埚。石英砂羟基含量过高会导致坩埚容易软化变形，而石英砂包裹体含量过高会导致拉晶质量下降。因此，需要使用低羟基低包裹体含量石英砂制作石英坩埚。

2、目前，制备低羟基低包裹体含量石英砂的方法通常为电熔法、气炼法、气相沉积法和等离子气相沉积pcvd法。虽然通过上述方法制备得到的石英砂的羟基和包裹体含量较低，但上述方法存在合成过程复杂、能耗较高的缺陷。

3、因此，研发一种合成过程相对简单且能耗较低的低羟基低包裹体石英砂的制备方法成为当下的研究方向。

技术实现思路

1、本发明提供一种低羟基低包裹体石英砂的制备方法，该方法制得的石英砂产品羟基和包裹体含量较低，具有合成过程相对简单且能耗较低的特点。

2、本发明还提供一种低羟基低包裹体石英砂，该石英砂具有羟基含量和包裹体数量较低的特点。

3、本发明提供一种低羟基低包裹体石英砂的制备方法，其中，包括以下步骤：

4、1)将硅酸酯、去离子水与醇类混合，进行水解处理，得到水解产物；

5、2)调节所述水解产物ph＞7，得到凝胶；

6、3)将所述凝胶加热至熔融状态后使用惰性气体进行鼓泡处理，得到低羟基低包裹体石英砂。

7、如上所述的制备方法，其中，所述鼓泡处理中，鼓泡气压p与标准气压pg满足0.8pg≤p≤1.2pg；

8、所述标准气压pg与熔融玻璃体的深度h0、导气管插入玻璃体的深度d0、两导气管口距离l之间满足如下关系：

9、pg＝2.5*d0+50/rmax；

10、rmax＝max[0.5*(h0-d0),0.5l]；

11、其中：

12、pg：标准气压，kpa；

13、h0：熔融态凝胶的深度，mm；

14、d0：导气管插入熔融态凝胶的深度，mm；

15、l：两导气管口的距离，mm。

16、如上所述的制备方法，其中，所述鼓泡气压p与标准气压pg相等。

17、如上所述的制备方法，其中，步骤2)中，调节所述水解产物ph＞7后，还包括对水解产物进行老化处理。

18、如上所述的制备方法，其中，步骤3)中，将所述凝胶加热至熔融状态前，还包括对所述凝胶进行干燥处理。

19、如上所述的制备方法，其中，步骤3)中，将所述凝胶加热至熔融状态前，还包括对所述凝胶进行第一焙烧处理。

20、如上所述的制备方法，其中，所述第一焙烧处理包括在含氧环境中焙烧6-24h，焙烧温度为450-600℃。

21、如上所述的制备方法，其中，步骤3)中，将所述凝胶加热至熔融状态前，还包括对所述凝胶进行第二焙烧处理。

22、如上所述的制备方法，其中，所述第二焙烧处理包括在真空中焙烧6-24h，焙烧温度为900-1400℃

23、本发明还提供一种低羟基低包裹体石英砂，使用上述任意项所述方法制备得到，所述低羟基低包裹体石英砂的羟基含量小于15ppm，包裹体含量小于10个/平方厘米。

24、本发明提供的一种低羟基低包裹体石英砂的制备方法，通过使用惰性气体进行鼓泡处理，可制得羟基和包裹体含量较低的石英砂。同时，该方法还合具有成过程简单且能耗较低的优势。

技术特征：

1.一种低羟基低包裹体石英砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述鼓泡处理中，鼓泡气压p与标准气压pg满足0.8pg≤p≤1.2pg；

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述鼓泡气压p与标准气压pg相等。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，调节所述水解产物ph＞7后，还包括对水解产物进行老化处理。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，将所述凝胶加热至熔融状态前，还包括对所述凝胶进行干燥处理。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，将所述凝胶加热至熔融状态前，还包括对所述凝胶进行第一焙烧处理。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一焙烧处理包括在含氧环境中焙烧6-24h，焙烧温度为450-600℃。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，将所述凝胶加热至熔融状态前，还包括对所述凝胶进行第二焙烧处理。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第二焙烧处理包括在真空中焙烧6-24h，焙烧温度为900-1400℃。

10.一种低羟基低包裹体石英砂，其特征在于，使用权利要求1-9中任一项所述制备方法制得，所述低羟基低包裹体石英砂的羟基含量小于15ppm，包裹体含量小于10个/平方厘米。

技术总结
本发明提供一种低羟基低包裹体石英砂及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1)将硅酸酯、去离子水与醇类混合，进行水解处理，得到水解产物；2)调节所述水解产物pH＞7，得到凝胶；3)将所述凝胶加热至熔融状态后使用惰性气体进行鼓泡处理，得到低羟基低包裹体石英砂。本发明提供的制备方法可得到的羟基含量和包裹体数量较低石英砂产品，具有合成过程相对简单且能耗较低的特点。

技术研发人员：南洋,佘豪豪,杨志国,骆彩萍,陈维平,贺鑫平,熊超,王煊
受保护的技术使用者：华陆工程科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15