【技术实现步骤摘要】
一种高质量不透明石英玻璃锭的生产方法
本专利技术涉及一种高质量不透明石英玻璃锭的制造方法,属石英玻璃制造
技术介绍
熔融石英产品被广泛应用于生产微电子器件的半导体行业,虽然透明石英为主流产品,但是近年来随着半导体行业的不断发展,能阻断红外透过的不透明石英玻璃产品逐渐受到重视。传统的不透明石英玻璃制作方法之一是将合成二氧化硅粉料和天然石英砂置于电熔炉中熔化,或将天然石英砂与CaCO3之类的发泡剂混合熔融。而添加此类发泡剂制成的不透明石英玻璃含有碱性杂质,对应用于半导体所需的器件来说有极大缺陷。另一种降低石英玻璃透明度的方法,是在不影响原料纯度的情况下,添加大小不一的含硅化合物颗粒来熔制石英锭或其它形状的不透明石英产品。这些添加剂能够在熔融过程中形成微小气泡,对光有反射、漫射或扩散光的效果,达到阻绝红外也就是隔热效果。典型的添加剂是氮化硅粉末,而为了保证产品的纯度和均匀性,要求作为添加剂的氮化硅粉末粒度极细且纯度极高,于是此制备方法的成本较高。而业内另一个重要的不透明石英玻璃的工业生产手段即在石英玻璃的原料中添加液态的小分子有机硅和少量高纯白炭黑粉末,搅拌混合后使用焰熔法进行熔制,通过小分子有机硅在燃烧过程中产生大量微小气泡以获得不透明石英玻璃产品。由于液态小分子有机硅的表面张力和其具有的疏水性,无法均匀地粘附在石英砂表面,更难以进入石英砂内部的孔隙。现有专利文献CN106029586A和CN107417071A,即为采用粉体与粉体混合和粉体与液体混合的代表性制备不透明石英锭的方式。在实际生产过 ...
【技术保护点】
1.一种高质量不透明石英玻璃锭的制造方法,其特征在于:它包括以下步骤:/n1)、首先选择直径在120-160目的石英砂颗粒为原料,并置于熔制装置的石英砂料仓(7)中,/n2)、将液态有机硅原料置于液态有机硅料箱(1)中,并点燃氢氧燃烧器(11)对炉膛进行预热;/n3)、当炉膛温度预热到1200℃时,将石英棒靶标伸入到燃烧器氢氧火焰的焦点处,以使后续工作中燃烧器输入的粉料熔融并沉积在靶标上,/n4)、当炉膛温度身高到1700℃—1800℃时,开启载有机硅氢气气源,同时开启有机硅蒸发器(5)和原料泵;并且同时开启载石英砂氢气气源,/n5)、有机硅氢气气源开启后,氢气气源经有机硅连通管(15)与液态有机硅原料混合后,再经有机硅蒸发器(5)气化后,通过电加热保温装置(6)进入下料管(10);/n6)、载石英砂氢气气源开启后,载石英砂氢气托载着石英砂原料进入下料管(10),并与有机硅原料混合后形成混合原料,沿下料管(10)进入氢氧燃烧器(11),/n7)、进入氢氧燃烧器(11)的混合原料,在燃料氢氧气火焰的焦点处熔融并沉积在石英棒靶标上,形成不透明石英锭,由此开始不透明石英锭的生长,与此同时,撑 ...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种高质量不透明石英玻璃锭的制造方法,其特征在于:它包括以下步骤:
1)、首先选择直径在120-160目的石英砂颗粒为原料,并置于熔制装置的石英砂料仓(7)中,
2)、将液态有机硅原料置于液态有机硅料箱(1)中,并点燃氢氧燃烧器(11)对炉膛进行预热;
3)、当炉膛温度预热到1200℃时,将石英棒靶标伸入到燃烧器氢氧火焰的焦点处,以使后续工作中燃烧器输入的粉料熔融并沉积在靶标上,
4)、当炉膛温度身高到1700℃—1800℃时,开启载有机硅氢气气源,同时开启有机硅蒸发器(5)和原料泵;并且同时开启载石英砂氢气气源,
5)、有机硅氢气气源开启后,氢气气源经有机硅连通管(15)与液态有机硅原料混合后,再经有机硅蒸发器(5)气化后,通过电加热保温装置(6)进入下料管(10);
6)、载石英砂氢气气源开启后,载石英砂氢气托载着石英砂原料进入下料管(10),并与有机硅原料混合后形成混合原料,沿下料管(10)进入氢氧燃烧器(11),
7)、进入氢氧燃烧器(11)的混合原料,在燃料氢氧气火焰的焦点处熔融并沉积在石英棒靶标上,形成不透明石英锭,由此开始不透明石英锭的生长,与此同时,撑托石英棒靶标的机械臂带动石英棒靶标旋转并下降,开始不透明石英锭制锭过程。
2.根据权利要求1所述的一种高质量不透明石英玻璃锭的制造方法,其特征在于:步骤1)所述的熔制装置由熔制炉(13)、氢氧燃烧器(11)、石英砂料仓(7)、液态有机硅料箱(1)、有机硅蒸发器(5)、下料管(10)和电加热保温装置(6)构成;熔制炉的顶部设置有氢氧燃烧器(11),氢氧燃烧器(11)上方设置有石英砂料仓(7),石英砂料仓(7)下方设置有载石英砂氢气气源箱(8),石英砂料仓(7)通过下料口与载石英砂氢气气源箱(8)连通,载石英砂氢气气源箱(8)通过下料管(10)与氢氧燃烧器(11)连通,氢氧燃烧器(11)下方的熔制炉(13)内设置有靶盘(14);载石英砂氢气气源箱(8)一侧设置有燃料氢氧气气源(9),燃料氢氧气气源(9)通过连通管与氢氧燃烧器(11)连通,熔制炉(13)的一侧设置有液态有机硅料箱(1);液态有机硅料箱(1)通过有机硅连通管(15)与下料管(10)连通。
技术研发人员:李得军,张寒,欧阳葆华,陈银,刘俊龙,
申请(专利权)人:湖北菲利华石英玻璃股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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