[發(fā)明專利]連熔法生產(chǎn)大尺寸石英玻璃板工藝、石英玻璃板及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111792820B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳士斌;劉明偉;錢衛(wèi)剛;周明強(qiáng);徐同根;許志仁;何茂乾;陳加田
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇太平洋石英股份有限公司
• 主分類號: C03B20/00
• 分類號: C03B20/00;H01L21/673;G02B3/00;G02B7/00;C30B29/06;C30B35/00
• 代理公司: 北京華專卓海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11664
• 代理人: 王一

本發(fā)明公開了連熔法生產(chǎn)大尺寸石英玻璃板工藝、石英玻璃板及其應(yīng)用，連熔法生產(chǎn)大尺寸石英玻璃板工藝包括如下步驟：連熔爐預(yù)熱；添加原材料；石英玻璃板成型；拉制石英玻璃板；石英玻璃板尺寸調(diào)節(jié)；石英玻璃板切割。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝突破了現(xiàn)有的二次加工成型，開拓性的可連續(xù)生產(chǎn)出大尺寸石英玻璃板，一次成型，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，質(zhì)量高。可應(yīng)用于半導(dǎo)體加工、光學(xué)、高溫制造等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的實(shí)施例一般涉及石英玻璃板加工領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種連熔法生產(chǎn)大尺寸石英玻璃板工藝、石英玻璃板及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

石英是一種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定的礦產(chǎn)資源，晶體屬三方晶系的氧化物礦物，即低溫石英。用于生產(chǎn)石英玻璃板的連熔爐中安裝芯桿，在生產(chǎn)石英玻璃板時勢必會對生產(chǎn)的石英玻璃造成一定程度的污染，影響石英玻璃板的生產(chǎn)質(zhì)量。

同時，石英玻璃板材的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是先通過真空電熔法或氣煉法制備出大尺寸石英玻璃錠(砣)，再通過機(jī)加工切割、研磨得到石英玻璃板。上述工藝材料利用率低，成本高，并且由于大尺寸石英玻璃錠(砣)生成過程中內(nèi)部會產(chǎn)生氣泡，因此得到的石英玻璃板質(zhì)量較差。尤其是大尺寸的石英玻璃板，生產(chǎn)難度極大，質(zhì)量也無法保證。

業(yè)內(nèi)連熔法所生產(chǎn)石英玻璃板的厚度在5-50mm，寬度在5-320mm之間，無法生產(chǎn)大尺寸的石英玻璃板。只能將連熔法生產(chǎn)的小尺寸石英玻璃板進(jìn)行焊接得到大尺寸的石英玻璃板，成本較高，質(zhì)量也無法保證。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種連熔法生產(chǎn)大尺寸石英玻璃板工藝，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的一種連熔法生產(chǎn)大尺寸石英玻璃板工藝，包括如下步驟：

連熔爐預(yù)熱，給加熱機(jī)構(gòu)供電，使去掉芯桿設(shè)置的連熔爐的坩堝內(nèi)形成梯級的加熱區(qū)域；

添加原材料，通過加料口向所述連熔爐的坩堝內(nèi)連續(xù)加入石英砂；

石英玻璃板成型，石英砂經(jīng)所述加熱區(qū)域充分熔化，排出氣體后，經(jīng)成型器成型，并由爐口輸出；

拉制石英玻璃板，由所述連熔爐輸出的石英玻璃板靠重力下移，進(jìn)入設(shè)置于所述連熔爐下方的石英玻璃板承接機(jī)構(gòu)，所述石英玻璃板承接機(jī)構(gòu)通過擠壓摩擦力，使所述石英玻璃板被緩慢勻速拉出；

石英玻璃板尺寸調(diào)節(jié)，通過調(diào)整所述石英玻璃板承接機(jī)構(gòu)與石英玻璃板之間的擠壓摩擦力，改變所述石英玻璃板的拉出速率，獲得所需尺寸的所述石英玻璃板；

石英玻璃板切割，對輸出穩(wěn)定的所述石英玻璃板進(jìn)行切割，將切割下來的所述石英玻璃板翻轉(zhuǎn)，使其沿水平方向傳輸。

優(yōu)選的，所述連熔爐的成型器成型口的尺寸設(shè)置為長360-1000mm、寬 30-120mm。

優(yōu)選的，所述連熔爐預(yù)熱步驟中的所述加熱機(jī)構(gòu)包括加熱網(wǎng)以及輔助加熱環(huán)，所述加熱網(wǎng)以及所述輔助加熱環(huán)分別獨(dú)立供電，使所述坩堝內(nèi)由上至下，位于加熱網(wǎng)上方的區(qū)域形成預(yù)熱區(qū)，位于加熱網(wǎng)覆蓋的區(qū)域形成熔融區(qū)，位于輔助加熱環(huán)包圍的區(qū)域形成成型區(qū)。

優(yōu)選的，通過調(diào)節(jié)所述加熱網(wǎng)的輸出功率，控制所述熔融區(qū)的溫度為 1800-2400℃，通過調(diào)節(jié)所述輔助加熱環(huán)的輸出功率，控制所述成型區(qū)的溫度為1800-2400℃。

優(yōu)選的，所述石英玻璃板尺寸調(diào)節(jié)步驟中，通過調(diào)整所述石英玻璃板承接機(jī)構(gòu)與石英玻璃板之間的擠壓摩擦力控制所述石英玻璃板的拉出速率為 0.5-3cm/min。

優(yōu)選的，所述石英玻璃板切割步驟中，控制切割設(shè)備在切割所述石英玻璃板的同時，與所述石英玻璃板保持相同的速率下降。