[發明專利]一種生產高品質合成石英玻璃的設備

有效

• 申請號: 202110581593.5
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113277716B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王正帥;王崗;裴磊;高運周
• 申請（專利權）人: 四川神光石英科技有限公司
• 主分類號: C03B20/00
• 分類號: C03B20/00
• 代理公司: 成都欣圣知識產權代理有限公司 51292
• 代理人: 易丹;王海文

本發明公開了一種生產高品質合成石英玻璃的設備，包括爐本體，其內部設置有封閉的反應室；反應室具有排氣通道；燃燒器，設置于反應室內上部，產生加熱區，加熱區中的含硅原料被加熱生成松散體；加熱器，設置于反應室內，并位于燃燒器下方，產生燒結區，在燒結區松散體被燒結成玻璃體；支撐柱，其一端位于反應室內，并伸入到加熱區和燒結區內，其外壁與爐本體外壁構成密封；隨著石英玻璃合成，支撐柱可沿著自身長度方向，以自身軸向中心為旋轉軸，旋轉并向遠離燃燒器方向移動。該設備工藝簡捷，操作簡便，人力成本低，可以在同一臺設備中完成從原料投入到玻璃化的全生產過程，成品具有更高的紫外透過率，有利于制備超高純度產品。

技術領域

本發明涉及石英玻璃制備技術領域，尤其涉及一種生產高品質合成石英玻璃的設備。

背景技術

高品質合成石英玻璃可以制成各種高附加值的產品（或半成品），被廣泛應用于國防軍工市場和民用市場。在國防軍工領域，用作高功率激光器透鏡、窗口材料等；在航空航天行業用以制造太空望遠鏡、衛星及飛船的整流罩、窗口材料。在民用市場主要應用于電子信息和半導體行業，用作IC芯片和平板顯示器生產過程中重要的光掩模基板、石英晶圓片；在光纖通信領域用以制造光纖預制棒和光纖；在精密光學儀器制造領域用作透鏡、棱鏡、鏡頭、反射鏡等。

目前制備合成石英玻璃的方法主要分為直接法和間接法。直接法（CVD法）指的是含硅物料在氫氧火焰中水解，并在高溫下直接熔融成玻璃態的合成石英材料。間接法（SOOT法）指的是含硅物料在氫氧火焰中水解低溫形成多孔的二氧化硅母體（松散體），隨后再通過對松散體二次高溫、脫羥玻璃化成合成石英材料。

材料為科技的基礎，顯然，隨著科技的進步，對材料的要求亦越來越高，直接法生產的合成石英已經不能滿足應用領域對透過性的要求。間接法雖然能夠滿足材料紫外透過性要求，但是在實踐生產中存在諸多不足：

首先就是間接法工藝復雜，不利于批量生產；

其次是在完成松散體制作后，需要將松散體轉移到燒結爐中進行二次燒結玻璃化，在此過程中，由于松散體為納米級多孔結構，對環境中的雜質吸附性極強，極容易在轉移過程中引入雜質，故而對環境的要求極高；

再次，環境中不可避免的存在水蒸汽，進入松散體的多孔結構中，增加后期脫羥基燒結難度。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種生產高品質合成石英玻璃的設備，使用燃燒器沉積二氧化硅松散體并且將松散體在燒結氣氛下通過加熱器一次性燒結為玻璃體，得到高品質的石英玻璃。

本發明采用的技術方案是：

一種生產高品質合成石英玻璃的設備，包括：

爐本體，其內部設置有封閉的反應室；所述反應室具有排氣通道；

燃燒器，設置于所述反應室內上部，產生加熱區，所述加熱區中的含硅原料被加熱生成松散體；

加熱器，設置于所述反應室內，并位于所述燃燒器下方，產生燒結區，在所述燒結區松散體被燒結成玻璃體；

支撐柱，其一端位于所述反應室內，并伸入到所述加熱區和燒結區內，其外壁與爐本體外壁構成密封；隨著石英玻璃合成，所述支撐柱可沿著自身長度方向，以自身軸向中心為旋轉軸，旋轉并向遠離燃燒器方向移動。

其中，所述設備還包括進氣通道、導流罩；

所述進氣通道設置在所述支撐柱的底部一側；

所述導流罩設置在所述反應室內，位于所述燃燒器下方；

所述導流罩的罩體體積從上至下逐漸縮小；

所述排氣通道位于所述導流罩的上方一側；

所述加熱器設置在所述導流罩內；