一种大尺寸二氧化硅疏松体及其制备方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种大尺寸二氧化硅疏松体及其制备方法和装置，其中，沉积炉内设置有一个或多个反应燃烧器排、烧结燃烧器、沉积基体和移动平台，每个反应燃烧器排包括至少两个反应燃烧器；所述的烧结燃烧器的数量为大于或等于4；所述的沉积基体包括沉积底托、沉积底托上部设置有沉积板；所述的移动平台通过连接构件与所述的沉积底托连接。采用本发明专利技术提供的制备装置进行二氧化硅疏松体的制备，得到了密度均匀、边缘和面部都不易开裂的大尺寸疏松体。

Large size silicon dioxide loose body and preparation method and device thereof

The invention relates to a large-sized silica loose body and its preparation method and device, wherein a deposition furnace is provided with one or more reaction burner rows, a sintering burner, a deposition substrate and a moving platform, and each reaction burner row comprises at least two reaction burners; the number of the sintering burners described is large. The deposit substrate comprises a deposit base and a deposit plate arranged on the upper part of the deposit base, and the mobile platform is connected with the deposit base through a connecting member. The preparation device provided by the invention is used to prepare the silicon dioxide porous body, and a large-scale porous body with uniform density and non-cracking edge and face is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸二氧化硅疏松体及其制备方法和装置
本专利技术属于石英玻璃生产
，特别是涉及一种大尺寸二氧化硅疏松体及其制备方法和装置。
技术介绍
目前，石英玻璃的制备主要有电熔、气炼、化学气相沉积和等离子化学气相沉积等直接一步法熔制工艺，以及间接合成二步法制备工艺。其中，直接法制备石英玻璃是指在高温条件下将石英砂粉料直接熔制成石英玻璃，或者将含硅化合物经汽化后在氢氧火焰或者等离子体火焰中发生化学反应并沉积形成石英玻璃。间接合成二步法制备工艺是指将含硅化合物经汽化后在低温的燃烧火焰中发生化学反应生成二氧化硅颗粒并沉积形成二氧化硅疏松体，再将二氧化硅疏松体在一定温度下进行烧结玻璃化制得石英玻璃。由于间接合成二步法制备工艺具有沉积温度低、缺陷浓度可控等优点，该工艺技术已成为当今研究热点。现有的二氧化硅疏松体沉积工艺主要有两种，第一种是轴向化学气相沉积，即通过燃烧器反应生成的二氧化硅颗粒斜向上逐步沉积到垂直并旋转的沉积基础杆上，该工艺技术是依靠基础杆吊拉着沉积的疏松体，难以沉积制备出大尺寸的二氧化硅疏松体，而且，这种工艺制备的疏松体均匀性相对较差；第二种是立式化学气相沉积，即燃烧器向下沉积在旋转的基础靶面上，而且使燃烧器往复移动，但是，这种工艺制备的二氧化硅疏松体极易开裂。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种大尺寸二氧化硅疏松体及其制备方法和装置，所要解决的技术问题是，克服现有的采用间接合成两步法制备石英玻璃过程中，难以制备出大尺寸的疏松体、以及疏松体沉积过程中极易开裂等技术问题。本专利技术提供的二氧化硅疏松体的制备方法和装置，使疏松体在沉积过程中温度分布均匀，进而制备得到了密度均匀、完整一致的大尺寸的二氧化硅疏松体。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，包括，所述的沉积炉内设置有一个或多个反应燃烧器排、烧结燃烧器、沉积基体和移动平台，其中，每个反应燃烧器排包括至少两个反应燃烧器；所述的烧结燃烧器的数量为大于或等于4。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的反应燃烧器排为一字型。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的烧结燃烧器用于对二氧化硅疏松体的边缘进行烧结，所述的烧结温度为200-1400℃，优选的，所述的烧结燃烧器可以喷射200-1400℃的火焰。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的沉积基体包括沉积底托，沉积底托上部设置有沉积板，在二氧化硅疏松体的制备过程中，所述的二氧化硅疏松体直接沉积在所述的沉积板上。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的沉积板上铺设有石英砂，在二氧化硅疏松体的制备过程中，所述的二氧化硅疏松体沉积在所述的石英砂上。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的移动平台通过连接构件与所述的沉积底托连接。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的沉积炉还包括第一运动轨道，所述的第一运动轨道用于为所述的烧结燃烧器提供移动路径。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的沉积炉还包括第二运动轨道，所述的第二运动轨道用于为所述的反应燃烧器提供移动路径。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其中所述的沉积炉还包括辅助加热装置，所述的辅助加热装置位于所述的沉积底托和沉积板之间。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的制备装置，其中所述的沉积炉的炉体上设置有一个或多个排气口。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种二氧化硅疏松体的制备方法，包括，将原料气体通入反应燃烧器的火焰中，生成纳米二氧化硅颗粒，其中，所述的反应燃烧器的数量为多个，且，所述的多个反应燃烧器排列成一个或多个反应燃烧器排；移动平台带动沉积基体在水平方向上运动，使生成的二氧化硅颗粒在水平方向上沉积；移动平台带动沉积基体在垂直方向上向下运动，或者，提升反应燃烧器排，使反应燃烧器与沉积基体的距离保持恒定；随着生成的二氧化硅颗粒在垂直方向上不断重复沉积，得到二氧化硅疏松体，其中，所述的二氧化硅颗粒在沉积过程中，采用烧结燃烧器对二氧化硅疏松体的边缘进行烧结。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的制备方法，其中所述的移动平台带动所述的沉积基体在水平方向上作第一运动，所述的第一运动的运动路线依次为，沿Y轴正方向移动第一距离；沿X轴正方向移动第二距离；沿Y轴负方向移动第三距离；沿X轴负方向移动第四距离，回到起点。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的制备方法，其中所述的移动平台带动所述的沉积基体在水平方向上作第二运动，所述的第二运动的运动路线依次为，沿Y轴正方向移动第一距离，沿X沿正方向移动第二距离；沿Y轴负方向移动第三距离，沿X轴正方向移动第四距离，沿Y轴正方向移动第五距离，移动第六距离，回到原点。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体的制备方法，其中所述的沿X轴移动的距离为10-200mm。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种二氧化硅疏松体，所述的二氧化硅疏松体的长、宽不小于200mm、厚度不小于50mm。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种二氧化硅疏松体，所述的二氧化硅疏松体中二氧化硅的质量含量大于99％；或者，所述的二氧化硅疏松体中含有掺杂元素，所述的掺杂元素包括硼、铝、氟、铁、钛、铈、钙、镁、钠、钾、钡、钇、镧、锆或锗中的一种或两种以上的组合。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种石英玻璃，所述的石英玻璃由前述任一项所述的二氧化硅疏松体烧结后得到。借由上述技术方案，本专利技术提出的一种大尺寸二氧化硅疏松体及其制备方法和装置，至少具有下列优点：1、采用本专利技术提供的装置进行二氧化硅疏松体的制备，可得到大尺寸、且边缘不开裂的疏松体。本专利技术提供的二氧化硅疏松体的制备装置中，包括多个烧结燃烧器，采用所述的烧结燃烧器对沉积过程中的疏松体的边缘进行烧结，减小了疏松体边缘与本体的温度差，提高了疏松体的密度，可以得到长宽均不小于200mm、厚度不小于50mm的大尺寸、边缘不开裂的二氧化硅疏松体，而且规格尺寸上限不受限制。2、采用本专利技术提供的装置进行二氧化硅疏松体的制备，提高了疏松体的密度的均匀性。本专利技术提供的二氧化硅疏松体的制备装置中，包括一个或多个反应燃烧器排，每个反应燃烧器排由至少两个反应燃烧器构成。且，所述的多个反应燃烧器呈“一”字形排列，使整个沉积面上均有燃烧器分布，保证各点未离开火焰的燃烧器，减小沉积面的温差，防止沉积的疏松体开裂，同时，保证了疏松体密度分布的均匀一致性。3、本专利技术提供的大尺寸二氧化硅疏松体的制备装置中，还包括辅助加热装置，所述的辅助加热装置设置在沉积面的底部，进一步减小了整个沉积面的温度梯度，防止沉积的疏松体开裂，同时，保证了疏松体密度分布的均匀一致性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其特征在于：包括，所述的沉积炉内设置有一个或多个反应燃烧器排、烧结燃烧器、沉积基体和移动平台，其中，每个反应燃烧器排包括至少两个反应燃烧器；所述的烧结燃烧器的数量为大于或等于4。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其特征在于：包括，所述的沉积炉内设置有一个或多个反应燃烧器排、烧结燃烧器、沉积基体和移动平台，其中，每个反应燃烧器排包括至少两个反应燃烧器；所述的烧结燃烧器的数量为大于或等于4。2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其特征在于：所述的反应燃烧器排为一字型。3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其特征在于：所述的烧结燃烧器用于对二氧化硅疏松体的边缘进行烧结。4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其特征在于：所述的沉积基体包括沉积底托，沉积底托上部设置有沉积板，或者所述的沉积板上铺设有石英砂；或者，所述的移动平台通过连接构件与所述的沉积底托连接。5.根据权利要求1所述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其特征在于：所述的沉积炉还包括第一运动轨道，所述的第一运动轨道用于为所述的烧结燃烧器提供移动路径；或者，所述的沉积炉还包括第二运动轨道，所述的第二运动轨道用于为所述的反应燃烧器提供移动路径。6.根据权利要求4所述的一种二氧化硅疏松体的沉积炉，其特征在于：所述的沉积炉还包括辅助加热装置，所述的辅助加热装置位于所述的沉积底托和沉积板之间。7.一种二氧化硅疏松体的制备方法，其特征在于：包括，将原料气体通入反应燃烧器的火焰中，生成纳米二氧化硅颗粒，其中，所述的反应燃烧器的数量为多个，且，所述的多个反应燃烧器排列成一个或多个反应燃烧器排...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂兰舰，向在奎，饶传东，张辰阳，王慧，邵竹锋，王蕾，贾亚男，符博，王宏杰，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11