一种合成石英玻璃的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种合成石英玻璃的系统，包括沉淀装置和烧结装置；所述沉淀装置包括：原料供应器

【技术实现步骤摘要】
一种合成石英玻璃的系统


[0001]本技术涉及石英玻璃，具体涉及一种合成石英玻璃的系统
。

技术介绍

[0002]石英玻璃是由单一组分二氧化硅组成的非晶态材料，是特种工业技术玻璃，具有耐高温
、
膨胀系数低
、
耐热震性
、
化学稳定性和电绝缘性能良好等特点，并能透过紫外线和红外线，用于制作半导体
、
电光源器
、
半导体通信装置
、
激光器，光学仪器等工业，应用十分广泛
。
近年来，由于不同领域的特殊需求，出现了对石英玻璃进行掺杂的工艺
。
在石英玻璃的基础组成成分二氧化硅中掺杂不同种类的稀土或金属元素，可以改变石英玻璃在膨胀系数
、
强度
、
稳定性
、
透光率
、
耐辐照等方面的特性
。
在石英玻璃中掺杂二氧化钛可降低其膨胀系数，低膨胀石英玻璃被广泛应用于光电
、
半导体
、
航空航天等领域
。
[0003]低膨胀石英玻璃热膨胀系数小，玻璃转变温度也高，因此将其红热的制品放入冷水中也不会炸裂
。
即使加热至
1100℃
高温也几乎不变形
。
因具有这些优良的耐热性能，低膨胀石英玻璃在许多方面具有多种用途
。
如在高温下使用的理化器皿和精密的测量仪器，以及水银灯等特殊电光源玻璃都使用低膨胀石英玻璃
。
在高温下进行精密测量要求热膨胀系数尽量接近于零，需要耐热性高的玻璃
。
热分析仪器必须使用低膨胀石英玻璃
。
由于石英玻璃具有优良的热特性
、
包括其他优良的功能特性，因此它成为最具代表性的功能玻璃
。
[0004]含
TiO2的
SiO2‑
TiO2系玻璃具有更小的膨胀系数，室温下当
TiO2含量约为8％时，膨胀系数接近于零
。
调整
TiO2的含量可制作零膨胀玻璃，应用于大型天文反射望远镜的镜体
。
即使由于无法避免的气温温度发生变化，该玻璃的高倍率图像也不产生变形
。
[0005]石英玻璃自诞生至今，产生很多制备方法，目前主要的生产方式有：电熔工艺，包括真空电熔步法熔制续熔制工艺等；气炼工艺，包括粉料气炼直接制管工艺
、
粉料气炼制坨工艺等；合成石英玻璃制造工艺，包括化学气相沉积
(CVD)
工艺
、
气相轴向沉积
(VAD)
工艺
、
等离子化学气相沉积
(PCVD)
等
。
其中在间接法
(VAD)
生产工艺中，是使用含硅原料
、
通过氢氧焰燃烧，反应生成二氧化硅松散体，再将制备的松散体进过高温致密化处理，得到最终产品，此方法制备的石英玻璃，膨胀系数可达
570ppb/℃
，能够满足大部分市场需求
。
[0006]随着
5G
建设持续推进
、
全球半导体产业复苏以及航空航天产业的快速发展，半导体极紫外光刻技术和高分辨率航天卫星等领域的不断进步，合成石英的应用也越来越广，对其膨胀系数也提出越来越高的要求，为满足高端市场的需求，高纯石英玻璃的膨胀系数要求低于
50ppb/℃。
原有工艺的生产水平已无法满足目前产品的需求，故亟需对原有工艺进行改进及优化
。

技术实现思路

[0007]针对现有技术容易造成石英玻璃膨胀系数高，密度分布不均匀，易导致松散体开裂，本技术提供了一种合成石英玻璃的系统，其特征在于，包括沉淀装置和烧结装置；
[0008]所述沉淀装置包括：原料供应器
、
燃烧器和沉积腔体
(7)
；
[0009]所述原料供应器包括：第一原料罐
(16)、
第二原料罐
(17)
和预混原料罐
(20)
；所述第一原料罐
(16)
和所述第二原料罐
(17)
分别与所述预混原料罐
(20)
连通，用于将两种原料混合；
[0010]所述混合原料罐与所述燃烧器一端连通，所述燃烧器另一端与所述沉积腔体
(7)
连接，用于将混合原料制成掺钛松散体
(4)
；
[0011]所述烧结装置包括；炉芯管
(15)、
气体探测器和加热器
(10)
；
[0012]所述气体探测器安装于所述炉芯管
(15)
上；所述加热器
(10)
安装于所述炉芯管
(15)
四周；所述掺钛松散体
(4)
放置于所述炉芯管
(15)
内
。
[0013]优选的，所述原料供应器还包括原料
MFC(18)
和管路
(19)
；
[0014]所述第一原料罐
(16)
和所述第二原料罐
(17)
通过所述管路
(19)
与所述预混原料罐
(20)
连通；
[0015]所述原料
MFC(18)
设置于所述管路
(19)
上
。
[0016]优选的，所述燃烧器包括第一燃烧器
(1)
和第二燃烧器
(2)
；
[0017]所述第一燃烧器
(1)
和所述第二燃烧器
(2)
设置于所述沉积腔体
(7)
同侧；
[0018]所述第一燃烧器
(1)
与所述预混原料罐
(20)
连通
。
[0019]优选的，所述沉淀装置还包括进风器
(3)
和第一排风器
(5)
；
[0020]所述进风器
(3)
和所述第一排风器
(5)
安装于所述沉积腔体
(7)
侧面且相对设置
。
[0021]优选的，还包括自动调压阀
(6)
；
[0022]所述自动调压阀
(6)
安装于所述第一排风器
(5)
上
。
[0023]优选的，还包括靶棒
、
连接套和第一升降旋转控制器
(8)
；
[0024]所述第一升降旋转控制器
(8)
与所述连接套固定连接；所述靶棒一端安装在所述连接套内；
[0025]所述靶棒另一端插入所述沉积腔体<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种合成石英玻璃的系统，其特征在于，包括沉淀装置和烧结装置；所述沉淀装置包括：原料供应器
、
燃烧器和沉积腔体
(7)
；所述原料供应器包括：第一原料罐
(16)、
第二原料罐
(17)
和预混原料罐
(20)
；所述第一原料罐
(16)
和所述第二原料罐
(17)
分别与所述预混原料罐
(20)
连通，用于将两种原料混合；所述混合原料罐与所述燃烧器一端连通，所述燃烧器另一端与所述沉积腔体
(7)
连接，用于将混合原料制成掺钛松散体
(4)
；所述烧结装置包括；炉芯管
(15)、
气体探测器和加热器
(10)
；所述气体探测器安装于所述炉芯管
(15)
上；所述加热器
(10)
安装于所述炉芯管
(15)
四周；所述掺钛松散体
(4)
放置于所述炉芯管
(15)
内
。2.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原料供应器还包括原料
MFC(18)
和管路
(19)
；所述第一原料罐
(16)
和所述第二原料罐
(17)
通过所述管路
(19)
与所述预混原料罐
(20)
连通；所述原料
MFC(18)
设置于所述管路
(19)
上
。3.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃烧器包括第一燃烧器
(1)
和第二燃烧器
(2)
；所述第一燃烧器
(1)
和所述第二燃烧器
(2)
设置于所述沉积腔体
(7)
同侧；所述第一燃烧器
(1)
与所述预混原料罐
(20)
连通
。4.
根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龙波，肖华，李建均，钟媛，刘宝，
申请(专利权)人：江苏亨芯石英科技有限公司，
类型：新型
国别省市：