高纯黑色不透明石英玻璃及其制造方法和其使用的染色剂与流程

本公开涉及石英玻璃生产领域，尤其涉及一种高纯黑色不透明石英玻璃产品的制造领域。

背景技术：

1、石英作为地壳中分布最为广泛的矿物之一，发育在许多不同的地质背景中，主要用于制造各种玻璃。其中高纯石英砂是熔制高纯石英玻璃的主要原料，为了起到隔热作用，在保留石英玻璃其他优异性能不变的前提下，牺牲掉透光率高的优点，发明了不透明石英玻璃，即乳白石英玻璃，但其光学吸收率低，热导率相对较高且发射率较低，存在无法有效的保证热场的热均匀性以及防止热量泄露的问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本公开提供了一种高纯黑色不透明石英玻璃及其制造方法和其使用的染色剂，根据方法所得高纯黑色不透明石英玻璃高密度、可焊接、耐高温、化学惰性，且具有热膨胀系数低、抗热震性能好、光学吸收率高、发射率高和热导率低等优点。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种高纯黑色不透明石英玻璃及其制造方法，该方法主要包括以下步骤：

3、制备料浆，将高纯石英玻璃砂进行球磨制备料浆，球磨料浆的粒度：2-30μm；含水率：16-20％；

4、混料，将规定量的染色剂添加到石英玻璃料浆中，混合均匀，获得成型料浆，染色剂的固含量0.5-15％；

5、成型，所述成型采用湿法浇注工艺；将料浆缓慢浇注到石膏模具中，直到料浆口液面不再下降；

6、脱模，成型后经过24-48小时后脱模，脱模后的坯体在室温条件下静放24-48小时；

7、烘干，对所述坯体进行烘干，所述烘干温度为60-130℃，恒温20-30小时；

8、烧结，将烘干后的所述坯体置于1350-1450℃的条件下进行烧结，恒温0.5-5小时。

9、根据本公开的第二方面，提供了一种高纯黑色不透明石英玻璃用染色剂，其特征在于：

10、进一步的，通过将单质硅磨制成微粉，而制备所述染色剂。

11、进一步的，单质硅的微分的粒度为20μm以下。

12、进一步的，通过将单质硅，与高纯水进行研磨形成染色料浆。

13、进一步的，研磨后单质硅在料浆中的粒度为20μm以下。

14、进一步的，所述高纯黑色不透明石英玻璃的组分包括单质硅制的染色剂。

15、进一步的，所述染色剂包括单质硅微粒，粒度为20μm以下。

16、进一步的，一种高纯黑色不透明石英玻璃用染色剂选自单质硅制的微粉和单质硅研磨制的染色料浆中的至少一者。

17、进一步的，在染色剂中，单质硅的粒度为20μm以下。

18、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

19、本公开利用高纯石英玻璃砂和单质硅作为料浆原料，使用内衬聚氨酯或橡胶等耐磨材料的球磨或立式搅拌磨制浆，使用球磨或气流磨制粉，以高纯石英玻璃球、氮化硅球、碳化硅球、氧化铝球、氧化锆球等作为磨浆介质，可确保料浆纯度，避免了制浆过程中杂质元素的引入。

20、相较于透明石英玻璃和乳白石英玻璃，本公开所提供的高纯黑色不透明石英玻璃气孔率低，可对热辐射实现全吸收作用，除了具有通常的耐高温、膨胀系数低、抗热震性能好、耐腐蚀等优点外，还具有光学吸收率高、发射率高和低热导率等优点，高纯黑色不透明石英玻璃具有其独特的遮光和保温的良好效果，可以更好的防止热量泄露，在半导体和光伏硅片制程中的热管理场合具有独特的优势，制备成各种部件，可防止热量泄露，提高工艺过程环境的热均匀性。

技术特征：

1.一种高纯黑色不透明石英玻璃的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：

6.一种高纯黑色不透明石英玻璃，其特征在于：

7.如权利要求6所述的高纯黑色不透明石英玻璃，其特征在于：

8.一种高纯黑色不透明石英玻璃用染色剂，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的高纯黑色不透明石英玻璃用染色剂，其特征在于：

技术总结
本公开提供了一种高纯黑色不透明石英玻璃及其制造方法和其使用的染色剂。所述方法包括将高纯石英玻璃砂进行球磨制浆，以单质硅作为染色剂，利用球磨或气流磨对单质硅制浆或加工成粉体，按规定比例将单质硅浆或单质硅粉体加入到石英玻璃浆中，在调浆桶中混合，待均匀化后浇注到石膏磨具中实施固化成型，固化后经过烘干和煅烧制得高纯黑色不透明石英玻璃。该高纯黑色不透明石英玻璃除了具有耐高温、热膨胀系数低、抗热震性能好、耐腐蚀等特征外，还具有气孔率低、光学吸收率高、发射率高和热导率低等优点。在半导体和光伏硅片制程中的热管理场合具有独特的优势，制备成各种部件，可防止热量泄露，提高工艺过程环境的热均匀性。

技术研发人员：陈培荣,陈华,李欢喜,陈士斌
受保护的技术使用者：江苏太平洋石英股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15