一種不透明石英玻璃錠的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種不透明石英玻璃錠的制造方法，屬于石英玻璃制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是在二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入0.3～1.5%的液態(tài)聚硅氧烷與200～500ppm高純白碳黑；然后采用焰熔法在爐膛中于1730?1850℃的氫氧焰下熔制成不透明石英玻璃錠。本發(fā)明采用的添加劑成本低；制造的不透明石英透光率低、純度和密度高；且生產(chǎn)工藝簡單，可操作性強(qiáng)。
【專利說明】
一種不透明石英玻璃錠的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種不透明石英玻璃錠的制造方法，屬于石英玻璃制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熔融石英產(chǎn)品被廣泛用于生產(chǎn)微電子元件的半導(dǎo)體行業(yè)，雖然大多數(shù)時(shí)候是用到透明石英，但隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷發(fā)展，8〃、12〃和18〃的高端半導(dǎo)體制造設(shè)備的工藝腔及法蘭、墊片和板形容器等需要用到從紫外到紅外波段具有低透過率的不透明石英。
[0003]傳統(tǒng)的不透明石英玻璃制作方法是將二氧化硅或石英等自然材料置于電熔爐中熔化，或?qū)⒆匀徊牧吓cCaCO3等發(fā)泡劑熔合。但以此種方法制成的不透明石英玻璃含有堿性雜質(zhì)，不能應(yīng)用于制作半導(dǎo)體所需的零件。
[0004]另一種降低石英玻璃透明度的方法，是在不影響材料本身純度的情況下，添加大小不一的顆粒來制成石英錠或其它形狀的不透明石英材料。這些添加劑能夠在熔融過程中產(chǎn)生微小氣泡，達(dá)到反射、漫射或擴(kuò)散光的目的。典型的是使用氮化硅粉末作為該添加劑。為了保證產(chǎn)品的純度和均勻性，要求氮化硅粉末很細(xì)且純度極高，但是該添加劑成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種在石英玻璃原料中，添加液態(tài)的聚硅氧烷與高純白碳黑，經(jīng)過氫氧焰熔融過程，產(chǎn)生大量微小氣泡，從而制造不透明石英玻璃的不透明石英玻璃錠的制造方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種不透明石英玻璃錠的制造方法，其特征在于:它包括以下步驟:
1)、在二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入0.3?1.5%的液態(tài)聚硅氧烷與200?500ppm高純白碳黑;然后放入攪拌器中攪拌60分鐘，以使其摻雜均勾；
2)、將摻雜均勻的石英砂，加入下料裝置，
3)、石英砂加料完成后，采用焰熔法在爐膛中于1730-1850°C的氫氧焰下熔制成錠，熔制過程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;
4)、石英玻璃錠熔制完成后，待自然冷卻后，得乳白色的不透明石英玻璃錠。
[0007]本發(fā)明的制備原理是利用石英玻璃原料大部分為直徑分布在120-160目的石英砂顆粒，其內(nèi)部天然具有大量孔隙。添加的液態(tài)有機(jī)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內(nèi)部。在石英砂熔融過程中，有機(jī)硅化合物氧化產(chǎn)生的大量CO2、H2O、CO等微小氣團(tuán)，除了在熔化面表面的可以排出外，其他大部分無法排出，被包裹在石英玻璃中，使其呈現(xiàn)白色不透明狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
采用的添加劑成本較低；制造的不透明石英透光率低、純度和密度高；且生產(chǎn)工藝簡單，可操作性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
I)、在10Kg二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入石英砂重量0.3%的液態(tài)聚硅氧烷與500ppm高純白碳黑;然后放入攪拌器中攪拌60分鐘，以使其摻雜均勻;將摻雜均勻的石英砂，加入下料裝置，然后采用焰熔法在爐膛中于1730-1850°C的氫氧焰下熔制成錠，熔制過程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃錠熔制完成后，待自然冷卻后，得乳白色的不透明石英玻璃錠。
[0010]采用實(shí)施例1制得的不透明石英，取樣片磨至厚度為5mm，表面光潔度為30μπι，并用超聲波清洗干凈、烘干。樣片通過紅外分光光度計(jì)測量，內(nèi)部透過率(允許反射損耗)在波長為900nm時(shí)是I.8%，2400nm時(shí)是I.3%。
[0011]實(shí)施例2
在10Kg二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入石英砂重量0.8%的液態(tài)聚硅氧燒與500ppm高純白碳黑;然后放入攪拌器中攪拌60分鐘，以使其摻雜均勾;將摻雜均勾的石英砂，加入下料裝置，然后采用焰熔法在爐膛中于1730-1850°C的氫氧焰下熔制成錠，熔制過程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃錠熔制完成后，待自然冷卻后，得乳白色的不透明石英玻璃錠。
[0012]采用實(shí)施例2制得的不透明石英，取樣片磨至厚度為5mm，表面光潔度為30μπι，并用超聲波清洗干凈、烘干。樣片通過紅外分光光度計(jì)測量，內(nèi)部透過率(允許反射損耗)在波長為900nm時(shí)是 1.5%，2400nm時(shí)是 1.2%
實(shí)施例3
在10Kg二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入石英砂重量1.5%的液態(tài)聚硅氧燒與300ppm高純白碳黑;然后放入攪拌器中攪拌60分鐘，以使其摻雜均勾;將摻雜均勾的石英砂，加入下料裝置，然后采用焰熔法在爐膛中于1730-1850°C的氫氧焰下熔制成錠，熔制過程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃錠熔制完成后，待自然冷卻后，得乳白色的不透明石英玻璃錠。
[0013]采用實(shí)施例3制得的不透明石英，取樣片磨至厚度為5mm，表面光潔度為30μπι，并用超聲波清洗干凈、烘干。樣片通過紅外分光光度計(jì)測量，內(nèi)部透過率(允許反射損耗)在波長為900nm時(shí)是2.5%，2400nm時(shí)是I.8%
實(shí)施例4
在10Kg二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入石英砂重量1.2%的液態(tài)聚硅氧燒與300ppm高純白碳黑;然后放入攪拌器中攪拌60分鐘，以使其摻雜均勾;將摻雜均勾的石英砂，加入下料裝置，然后采用焰熔法在爐膛中于1730-1850°C的氫氧焰下熔制成錠，熔制過程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H;石英玻璃錠熔制完成后，待自然冷卻后，得乳白色的不透明石英玻璃錠。
[0014]采用實(shí)施例4制得的不透明石英，取樣片磨至厚度為5mm，表面光潔度為30μπι，并用超聲波清洗干凈、烘干。樣片通過紅外分光光度計(jì)測量，內(nèi)部透過率(允許反射損耗)在波長為900nm時(shí)是2.0%，2400nm時(shí)是 I.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不透明石英玻璃錠的制造方法，其特征在于:它包括以下步驟: I)、在二氧化硅含量達(dá)到99.9%以上的石英砂中，摻入0.3?1.5%的液態(tài)聚硅氧烷與200?500ppm高純白碳黑;然后放入攪拌器中攪拌60分鐘，以使其摻雜均勾； 2)、將摻雜均勻的石英砂，加入下料裝置， 3)、石英砂加料完成后，采用焰熔法在爐膛中于1730-1850°C的氫氧焰下熔制成錠，熔制過程中的下料速度在1.0?5.5Kg/H; 4)、石英玻璃錠熔制完成后，待自然冷卻后，得乳白色的不透明石英玻璃錠。
【文檔編號(hào)】C03B20/00GK106082603SQ201610439854
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】李得軍, 陳銀, 歐陽葆華, 商春利, 劉俊龍
【申請(qǐng)人】湖北菲利華石英玻璃股份有限公司