專利名稱：使用加熱器燃燒液體反應(yīng)物制備二氧化硅的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備二氧化硅和二氧化硅預(yù)制品，具體而言，涉及由液態(tài)含硅化合物制備二氧化硅和二氧化硅預(yù)制品的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
硅、鍺、鋯和鈦的金屬鹵化物常用作形成金屬氧化物玻璃的氣態(tài)反應(yīng)物。例如，SiCl4的水解一直是生產(chǎn)高純度二氧化硅的工業(yè)首選方法。然而，通過熱解和水解氧化SiCl4有產(chǎn)生氯或強(qiáng)酸副產(chǎn)物即氫氯酸(HCl)的缺點(diǎn)。氫氯酸不僅會(huì)損害許多沉積基底和反應(yīng)設(shè)備，而且對(duì)環(huán)境也有害。由于HCl腐蝕造成的設(shè)備損耗和維修，減少排放物的系統(tǒng)的費(fèi)用已經(jīng)表明是非常高的。
另一種方法是通過硅烷熱分解和氧化制備高純度石英或二氧化硅。然而，這要求在處理中采取安全措施，因?yàn)楫?dāng)將空氣引入硅烷密閉容器中時(shí)會(huì)引起劇烈反應(yīng)。硅烷與二氧化碳、氧化亞氮、氧或水反應(yīng)產(chǎn)生高純度的物質(zhì)，這些物質(zhì)可用于生產(chǎn)半導(dǎo)體器件。然而現(xiàn)已證明，除了需要極高純度的小規(guī)模用途外，對(duì)工業(yè)用途而言，硅烷成本和反應(yīng)活性太高。
美國(guó)專利5,043,002(Dobbins等)(在此引用作為參考)提出另一種二氧化硅前驅(qū)材料。此專利揭示了將載氣鼓泡通過含硅反應(yīng)化合物，較好是不含鹵素的化合物，如聚甲基硅氧烷，具體是聚甲基環(huán)硅氧烷，如六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷(“OMCTS”)和十甲基環(huán)五硅氧烷。將氣態(tài)反應(yīng)化合物和氮?dú)獾幕旌衔镙斎肴紵鞯姆磻?yīng)部位，反應(yīng)物與氣態(tài)燃料/氧的混合物化合并燃燒。美國(guó)專利5,152,819(Blackwell等)(揭示內(nèi)容在此引用作為參考)描述了另外一些不含鹵素的硅化合物，具體是具有Si-N-Si基體結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅-氮化合物、具有Si-N-Si-O-Si結(jié)構(gòu)的硅氧硅氮烷(siloxsilazone)、以及它們的混合物，這些化合物可用于制造高純度二氧化硅玻璃，而不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性污染副產(chǎn)物。
雖然不含鹵素的硅化合物用作制造二氧化硅玻璃的原料可以避免生成HCl，但仍存在一些問題，特別是當(dāng)該玻璃用于制造高純度塊狀熔凝二氧化硅和高純度光導(dǎo)纖維，如光波導(dǎo)時(shí)。例如，標(biāo)題為“聚烷基硅氧烷純化方法和所得產(chǎn)品”的待批美國(guó)專利申請(qǐng)08/574,961(在此引用作為參考)揭示，例如在聚烷基硅氧烷原料中存在高沸點(diǎn)雜質(zhì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生成凝膠，淀積在將氣態(tài)反應(yīng)物輸送到燃燒器的氣化和輸送系統(tǒng)中或燃燒器內(nèi)。硅烷原料發(fā)生這種聚合和膠凝現(xiàn)象，會(huì)影響二氧化硅制造過程中的可控制性和一致性。當(dāng)氧化性載氣包含在反應(yīng)氣流中時(shí)，這一問題更為普遍，因?yàn)檠趸瘎?huì)催化硅氧烷原料的聚合。這樣的聚合和膠凝會(huì)降低二氧化硅煙塵或煙塵預(yù)制件的淀積速率，它們隨后是固結(jié)成制造光波導(dǎo)的坯料的。
使用硅氧烷原料形成二氧化硅煙塵或二氧化硅預(yù)制件時(shí)所遇到的另一個(gè)問題，是高分子量、高沸點(diǎn)雜質(zhì)的顆粒會(huì)淀積在作為主要物質(zhì)的二氧化硅煙塵或光波導(dǎo)纖維坯料中，產(chǎn)生“缺陷”或“聚集缺陷”。這些缺陷或聚集缺陷會(huì)損害用二氧化硅煙塵形成的波導(dǎo)的光學(xué)質(zhì)量和結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
在待批專利申請(qǐng)08/767,653(其內(nèi)容在此引用作為參考)中，揭示了通過在轉(zhuǎn)化部位輸入液態(tài)硅氧烷原料、霧化該原料并將霧化了的原料轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?，可減少聚集缺陷。在轉(zhuǎn)化部位將原料霧化的一種方式是將液態(tài)原料與惰性氣體一起輸送到轉(zhuǎn)化部位，靠氣動(dòng)即鼓風(fēng)的方式使液態(tài)硅氧烷原料霧化。
盡管在靠近轉(zhuǎn)化部位令液態(tài)硅氧烷原料霧化可減少聚集缺陷，這樣的液體輸送系統(tǒng)仍有一定問題。例如，要求提高霧化氣體速產(chǎn)生較小的液滴，因?yàn)檫@樣的液滴更易于在燃燒器火焰中蒸發(fā)和燃燒。較小的液滴是要求的，因?yàn)檩^大的液滴在煙塵形成的坯料表面會(huì)引起疣狀缺陷(“疣”)。另外，較小的液滴可以更容易地被周圍氣體流所聚集，產(chǎn)生聚集得更好的淀積氣流。但是提高霧化氣體速度會(huì)增加燃燒器火焰的湍動(dòng)，這會(huì)降低聚煙塵的捕集速率，是產(chǎn)生被稱作“蜥蜴皮膚”的煙塵物理缺陷的一個(gè)原因。蜥蜴皮膚是指煙塵坯料表面粗糙的術(shù)語(yǔ)。
因此，希望提供一種方法，其液體傳遞系統(tǒng)可產(chǎn)生含細(xì)小液滴聚集良好的淀積氣流，但無需采用高的氣體速度，因而燃燒器火焰中的湍動(dòng)程度很低。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明一般地提供了制造二氧化硅和二氧化硅坯料或預(yù)制件的方法和設(shè)備，所用的系統(tǒng)將液態(tài)原料輸送到轉(zhuǎn)化部位，該轉(zhuǎn)化部位通常是燃燒器火焰，在其中液態(tài)原料轉(zhuǎn)化為二氧化硅顆粒。本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用靠近轉(zhuǎn)化部位的燃燒器，可以使較大液滴燃燒，因此可降低對(duì)充分蒸發(fā)液滴的高氣體速度的需要。由下面說明書以及附圖能理解本發(fā)明的另一些特征和優(yōu)點(diǎn)。
要獲得這些和其它的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供制造二氧化硅的方法和設(shè)備，它是將液態(tài)形式的原料，較好為硅氧烷，輸送到轉(zhuǎn)化部位。原料在靠近轉(zhuǎn)化部位霧化，然后在燃燒器內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氧化硅。本發(fā)明在靠近霧化原料的地方采用一個(gè)加熱器。該加熱器包括一個(gè)包圍轉(zhuǎn)化部位的外殼，該外殼由例如耐火磚或另一種保溫材料制成，用以保持燃燒器中的熱量。加熱器中在轉(zhuǎn)化部位的周圍有一個(gè)環(huán)形加熱裝置，例如電阻加熱元件，用以產(chǎn)生熱量。
本發(fā)明還包括由液體，較好是不含鹵素的含硅反應(yīng)物，制造二氧化硅的設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)裝有液態(tài)原料的罐和有第一和第二終端的液態(tài)原料輸送管。該設(shè)備還包括在操作時(shí)能產(chǎn)生轉(zhuǎn)化部位火焰的燃燒器和靠近液態(tài)原料輸送管第二終端的液態(tài)原料注料器，用于向火焰提供液態(tài)含硅化合物。
有利的是，加熱器應(yīng)靠近轉(zhuǎn)化部位，這使該設(shè)備與不用加熱器的設(shè)備相比，能產(chǎn)生聚集更好的含有更細(xì)分散的煙塵顆粒流。該加熱器包括一個(gè)包圍轉(zhuǎn)化部位的，由例如耐火磚或另一種保溫度材料制成的外殼，用以保持燃燒器中的熱量，該加熱器也可以是一種輔助加熱器，如陶瓷環(huán)加熱器。燃燒器火焰使化合物經(jīng)熱氧化分解而轉(zhuǎn)化為細(xì)分散的無定形煙塵，相對(duì)于所述燃燒器設(shè)置一個(gè)接受體，能讓煙塵淀積在該接受體的表面上。
本申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，在靠近轉(zhuǎn)化部位安裝一個(gè)加熱器可提高產(chǎn)率，并由于降低在煙塵預(yù)制件表面的上述蜥蜴皮膚缺陷，從而改善所制得的二氧化硅的質(zhì)量。因此，當(dāng)使用氣動(dòng)霧化器來霧化液態(tài)原料時(shí)，該加熱器就明顯減少了霧化該液態(tài)原料所需的氣流。
應(yīng)該理解，前面的概述和下面的詳細(xì)描述都是例舉性和說明性的，為提出權(quán)利要求的本發(fā)明提供進(jìn)一步說明。
本發(fā)明的附圖給出本發(fā)明的一些實(shí)施方案，以便更好地理解本發(fā)明，這些附圖結(jié)合說明書用來說明本發(fā)明的原理。只要可能，在所有附圖中都用相同的數(shù)字表示相同的部件。
附圖簡(jiǎn)述圖1是本發(fā)明反應(yīng)物輸送系統(tǒng)的方框圖。
圖2是本發(fā)明采用加熱器的具有霧化器的燃燒器結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
圖3是在其周圍具有加熱器的燃燒器結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是被耐火磚包圍的燃燒器結(jié)構(gòu)的示意圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述下面將詳細(xì)參考


本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案。本發(fā)明制造二氧化硅的設(shè)備(圖1)示意地表示將液態(tài)硅氧烷原料和可能還有提供摻雜的化合物輸送到轉(zhuǎn)化部位的一個(gè)系統(tǒng)，液態(tài)硅氧烷原料在轉(zhuǎn)化部位轉(zhuǎn)化為二氧化硅。由液態(tài)原料轉(zhuǎn)化為二氧化硅宜發(fā)生在靠近燃燒器10的區(qū)域，較好是燃燒器中的區(qū)域。
聚甲基環(huán)硅氧烷之類的液態(tài)硅氧烷原料先儲(chǔ)存在原料罐11中。原料罐11通過液態(tài)原料輸送管道系統(tǒng)與位于反應(yīng)物引入部位的液態(tài)原料注料器15連接，如有必要，該液態(tài)原料輸送管道系統(tǒng)可包括計(jì)量泵12、或可采用的過濾器13和預(yù)加熱器14。所述的液態(tài)原料輸送管道系統(tǒng)具有連接在液態(tài)原料罐11的第一末端17和靠近液態(tài)原料注料器15的第二終端18。用泵12將罐11中的硅氧烷原料液體通過液態(tài)原料輸送管道經(jīng)過濾器13輸送到可以使用的預(yù)加熱器14中。為基本上防止和抑制液體在預(yù)加熱器14中揮發(fā)，經(jīng)過過濾器13輸送的液體處于足夠的壓力之下，若是使用預(yù)加熱器14，這是為了在引入燃燒器10之前對(duì)液體反應(yīng)物進(jìn)行加熱，同時(shí)該預(yù)加熱器又能避免氣化器的高溫，因?yàn)闅饣鞯母邷匾话銜?huì)導(dǎo)致凝膠的形成。如美國(guó)專利4,165,223(D.R.Powers)所揭示的那樣，通常較好向燃燒器供給內(nèi)保護(hù)氣體、外保護(hù)氣體以及甲烷和氧氣燃料混合物。該專利的內(nèi)容參考結(jié)合于本發(fā)明中。
液體反應(yīng)物從或可采用的過濾器13或預(yù)加熱器14經(jīng)過第二末端18輸送到液體注料器15，注料器15將液體輸送到燃燒器10中。注料器15中有以液體流或霧化液體顆粒形式將液體反應(yīng)物直接輸送到燃燒器10火焰中的裝置。在討論中，我們一般稱反應(yīng)物處于“液體”形式。我們用該術(shù)語(yǔ)所表示的是反應(yīng)物基本上處于液態(tài)。小部分反應(yīng)物可以是氣態(tài)，特別在使用預(yù)加熱器14時(shí)或在液體上方使用氮?dú)膺M(jìn)行覆罩時(shí)。小部分的反應(yīng)物以氣態(tài)形式輸送到燃燒部位，不會(huì)影響本發(fā)明的操作。
液體注料器15例如可以是一個(gè)裝有細(xì)針的注射器，用它可將液體流高速度地噴射在燃燒器火焰中。雖然規(guī)模小時(shí)可用注射器，工業(yè)規(guī)模的操作則需要較大的具有同樣作用的裝置，如霧化器。
如在Arthur H.Lefebure編著，Hemispere Publishing Co.于1989年出版的霧化和噴霧(Atomization and Spray)一書中所揭示的那樣，在霧化領(lǐng)域中已知有若干種能形成很小液滴的霧化裝置，該書的內(nèi)容參考結(jié)合于本發(fā)明中。霧化器可用各種能源(如液體、氣體、機(jī)械、電和振動(dòng)的能源)進(jìn)行操作，可分成噴射霧化器、旋渦式霧化器、噴射-旋渦式霧化器、氣動(dòng)霧化器、旋轉(zhuǎn)式霧化器、聲波霧化器、超聲霧化器和靜電霧化器等等。較好使用噴射霧化器；噴射霧化器更好是噴射-旋渦式的。這種霧化器先使液體形成旋渦，然后象常規(guī)霧化器一樣通過小孔高速噴出液體。各種類型的霧化器描述在L.Bayvel and Z.Orzechowski編著的，Taylor &Francis(1993)出版的Liquid Atomization一書中。該書的內(nèi)容參考結(jié)合在本發(fā)明中。
另一種優(yōu)選形式是由惰性氣體、氧氣、氧氣和一種惰性氣體混合物、空氣或可燃性氣體壓力操縱的氣動(dòng)霧化器。惰性氣體指氣態(tài)元素，如氮、氬或氦，它們?cè)谡l件沒有反應(yīng)活性?？扇夹詺怏w指通常在燃燒二氧化硅前驅(qū)體中使用的氣體，如甲烷、或甲烷和氧的混合物。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，霧化器可裝設(shè)在燃燒器的結(jié)構(gòu)中。
硅氧烷反應(yīng)物的霧化顆粒在燃燒器中燃燒，該燃燒器用可燃性氣體，較好是甲烷和氧氣的混合物提供燃料。霧化的反應(yīng)物顆?？捎枚栊詺怏w、氧、惰性氣體和氧的混合物、或可燃性氣體之類的載氣從霧化器輸送到燃燒器火焰中。
圖2是本發(fā)明中使用的燃燒器和霧化器設(shè)備的實(shí)施方案的剖面圖。在該裝置中，霧化器41裝設(shè)在燃燒器40的結(jié)構(gòu)中，霧化器41將很細(xì)的霧化液體反應(yīng)物顆粒42噴入火焰23中。液體反應(yīng)物燃燒產(chǎn)生的無定形煙塵25收集在可旋轉(zhuǎn)的心軸26上，形成可用于制造光波導(dǎo)的煙塵坯料或預(yù)制件。另一個(gè)實(shí)施方案中，收集的二氧化硅煙塵用于隨后才進(jìn)行的固結(jié)，或?qū)⒍趸锜焿m收集在收集室，在此收集室中煙塵立刻固結(jié)為所需形狀(圖中未顯示)。
如圖2所示，燃燒器40是一系列環(huán)繞霧化器41的同心通道。液體硅氧烷穿過霧化器41。例如氮?dú)獾亩栊詺怏w、氧氣和氮?dú)饣旌衔?、或僅有氧氣的氣流經(jīng)過通道43流入，利用此流動(dòng)氣體的動(dòng)能將液態(tài)原料霧化，形成液體噴射物42，液體噴射物42在燃燒器火焰23中轉(zhuǎn)化為煙塵反應(yīng)物顆粒。因此靠近燃燒器前表面53的區(qū)域和火焰23可用作轉(zhuǎn)化部位，將液體噴射物42轉(zhuǎn)化為煙塵反應(yīng)物顆粒。氧氣可經(jīng)通道45和46通入火焰23。惰性氣體，如氮、氬或氦經(jīng)通道44輸入，以抑制液態(tài)原料的反應(yīng)和煙塵在燃燒器前表面53上的淀積。本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧或氧和惰性氣體的混合物用作霧化氣體時(shí)，經(jīng)通道44輸入惰性氣體可獲得更好的結(jié)果。氧氣與甲烷之類燃料的預(yù)混合物可經(jīng)過最外邊的通道47通入火焰。在二氧化硅煙塵坯料用于形成光波導(dǎo)纖維的實(shí)施方案中，配有霧化注料器的燃燒器(例如圖2所示的實(shí)施方案)，可產(chǎn)生寬的煙塵流，這樣可使以后制得的光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯區(qū)和包層區(qū)具有更高的同心性。
圖2所示的本發(fā)明優(yōu)選的霧化器40是一種氣動(dòng)霧化器。這種氣動(dòng)霧化器是利用流經(jīng)通道43的流動(dòng)氣流的動(dòng)能來霧化液體硅氧烷原料的即用高速氣體霧化該原料。產(chǎn)生霧化液體噴射物42的氣體速度為0.5-50.0米/秒。氮?dú)饣驓鍤獾榷栊詺怏w、氧氣、可燃性氣體、或氧和惰性氣體的混合物均可用作霧化氣體。
當(dāng)本發(fā)明使用噴氣霧化器時(shí)，高速噴射氣體的分配應(yīng)使得在燃燒器前表面的附近和火焰中能有效地使硅氧烷霧化。本發(fā)明中，雖然優(yōu)選的是將霧化器單元40制成與燃燒器連成一體的部分，也可以使用與燃燒器分開的氣動(dòng)霧化器，如待批專利申請(qǐng)08/767,653的附圖2和3中所示的霧化器。
參考圖3，本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)較好實(shí)施方案包括燃燒器40，其結(jié)構(gòu)情況與圖2所示的燃燒器相同，該燃燒器產(chǎn)生的淀積火焰23將霧化器(圖中未示出)產(chǎn)生的液體噴射物42分解成煙塵顆粒。加熱器支架60支撐著加熱器62，該加熱器有助于使液體噴射物42氣化，結(jié)果可使霧化所需的氣體速度下降。
由加熱器62提供的額外熱量可幫助霧化器產(chǎn)生的噴射液滴尺寸分布中較大的液滴氣化。加熱器62可以是圍繞火焰23的陶瓷環(huán)或陶瓷管，它還可以有輔助加熱源，如電加熱器或燃?xì)饧訜崞?。?yōu)選采用溫度約為800-1500℃的管式加熱器，其更適合的溫度范圍約為950-1250℃。使用產(chǎn)生的溫度約1000-1200℃的陶瓷環(huán)或陶瓷管加熱器，可以使霧化氣體所需的速度比不使用加熱器的燃燒器降低50％。
圖4所示為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。燃燒器40產(chǎn)生淀積火焰23，淀積火焰23使霧化器(圖中未示)排出的液體噴射物42發(fā)生分解。該實(shí)施方案中，加熱器支架60支撐著外殼64，此外殼64能保持由燃燒器火焰23發(fā)生的熱量，因此外殼64的作用就是一種加熱器。外殼64可由任何合適的保溫材料，如陶瓷材料或耐火磚構(gòu)成。還有一個(gè)實(shí)施方案(未圖示)中，燃燒器火焰被具有額外熱源的環(huán)形或管式加熱器所包圍，整個(gè)結(jié)構(gòu)則由保溫材料制成的外殼所封閉。
除了能有效減小噴射中液體噴射物的大小外，由加熱器62提供的額外熱量由于增加了熱泳作用可提高煙塵捕集率。煙塵是通過熱泳作用吸引到接受體表面形成預(yù)制件的。事實(shí)上，是熱泳產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力使顆粒向較冷的預(yù)制件運(yùn)動(dòng)。燃燒器的熱氣體在淀積過程中沿預(yù)制件的周圍通過；僅僅通過燃燒，煙塵顆粒不具有足夠的動(dòng)量來撞擊預(yù)制件。是熱泳使得顆粒在溫度梯度作用下從熱的區(qū)域到冷的區(qū)域運(yùn)動(dòng)。燃燒器中產(chǎn)生的燃燒氣體比預(yù)制件熱。當(dāng)燃燒氣體沿預(yù)制件周圍通過時(shí)，產(chǎn)生了溫度梯度。熱氣體分子比冷氣體分子具有較高的速度。當(dāng)熱氣體分子撞擊一個(gè)顆粒時(shí)，它們比冷氣體分子轉(zhuǎn)移給該顆粒的動(dòng)量要大。因此，顆粒朝冷氣體分子的范圍運(yùn)動(dòng)，從而朝預(yù)制件運(yùn)動(dòng)?？梢哉J(rèn)為，煙塵顆粒由加熱器提供了額外熱量后，會(huì)產(chǎn)生更大的驅(qū)動(dòng)力將它們吸引到相對(duì)較冷的預(yù)制件。
采用加熱器還可以減少用于光波導(dǎo)的煙塵坯料或預(yù)制件表面的蜥蜴皮膚缺陷。使用本發(fā)明帶加熱器的液體燃燒器，可以降低霧化氣體的速度，減少火焰的湍動(dòng)，提供更好質(zhì)量的煙塵和煙塵預(yù)制件。
如圖1所示，該設(shè)備還可以有摻雜劑供應(yīng)罐16，其中裝有能通過氧化或火焰水解轉(zhuǎn)化為P2O5或金屬氧化物的化合物，該金屬氧化物的金屬組分選自元素周期表IA、IB、IIA、IIB、IIA、IIB、IVA、IVB、VA和稀土元素族。這些氧化物摻雜劑可以和燃燒器中產(chǎn)生的二氧化硅結(jié)合，提供有摻雜的二氧化硅玻璃，隨后可形成光波導(dǎo)纖維。
提供二氧化硅玻璃摻雜劑的化合物可以從圖1的摻雜劑供應(yīng)罐16通入原料罐11。摻雜劑還可以經(jīng)過包括一個(gè)計(jì)量泵，或者還包括一個(gè)過濾器(圖中未示)的類似于含硅化合物輸送系統(tǒng)從供應(yīng)罐16輸送到液體注料器15。
根據(jù)本發(fā)明，適宜使用的不含鹵素的含硅反應(yīng)化合物包括聚烷基硅氧烷、例如，六甲基二硅氧烷。適宜使用的聚烷基硅氧烷包括聚甲基環(huán)硅氧烷。而聚甲基環(huán)硅氧烷中適宜使用的是六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷、或它們的混合物。
本發(fā)明的詳細(xì)描述是作說明之用，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些細(xì)節(jié)僅用于這一目的，在不偏離權(quán)利要求書界定的本發(fā)明精神和范圍條件下，可以進(jìn)行變動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種制造二氧化硅的方法，該方法包括下列步驟a)輸送液態(tài)原料至轉(zhuǎn)化部位；b)在靠近轉(zhuǎn)化部位，將液態(tài)原料霧化；c)在靠近轉(zhuǎn)化部位的燃燒器中，使所述霧化的原料轉(zhuǎn)化為二氧化硅；d)靠近轉(zhuǎn)化部位，提供加熱器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述液態(tài)原料是液體硅氧烷。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于霧化所述液體硅氧烷原料的所述步驟還包括以流動(dòng)氣流的動(dòng)能霧化該液體硅氧烷原料的步驟。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述加熱器包括在所述轉(zhuǎn)化部位周圍的外殼，用于保持所述燃燒器中產(chǎn)生的熱量。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述外殼內(nèi)有一個(gè)含額外熱源的環(huán)形加熱器。
6.一種制造二氧化硅的設(shè)備，它包括裝有液態(tài)原料的罐；液態(tài)原料輸送管，有第一末端和第二末端，所述第一末端連接到所述液態(tài)原料罐；液態(tài)原料注料器，所述注料器靠近所述液態(tài)原料輸送管的第二末端；靠近所述注料器，使原料反應(yīng)成為二氧化硅的轉(zhuǎn)化部位，在此轉(zhuǎn)化部位，從注料器噴射的原料轉(zhuǎn)化為二氧化硅；靠近所述轉(zhuǎn)化部位的加熱器。
7.如權(quán)利要求6所述的制造的二氧化硅的設(shè)備，其特征在于所述液態(tài)原料是液體硅氧烷。
8.如權(quán)利要求7所述的制造的二氧化硅的設(shè)備，其特征在于所述加熱器包括在所述轉(zhuǎn)化部位周圍的外殼，用于保持所述燃燒器中產(chǎn)生的熱量。
9.如權(quán)利要求8所述的制造二氧化硅的設(shè)備，其特征在于所述外殼內(nèi)還包括額外的熱源。
10.如權(quán)利要求7所述的制造二氧化硅的設(shè)備，其特征在于所述霧化器是靠近所述燃燒器的氣動(dòng)霧化器。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造二氧化硅玻璃和二氧化硅玻璃預(yù)制件的方法。提供能通過熱氧化分解轉(zhuǎn)化為SiO
文檔編號(hào)C03B8/02GK1261329SQ98806646
公開日2000年7月26日 申請(qǐng)日期1998年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月16日
發(fā)明者J·L·布萊克韋爾, 富曉東, D·W·霍托夫, D·L·翰德森 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司