一种合成的石英玻璃，在隔焰炉的燃烧室中制得，其中－形成气体流，该气体流含有燃料、化学的氧化剂以及可蒸发的气态的硅化合物，该硅化合物通过火焰水解和／或通过化学的氧化剂被转化成ＳｉＯ２颗粒；－ＳｉＯ２颗粒沉积到目标物的沉积面上，同时形成辊状的石英体；－其中燃烧室被壁限定，且燃烧室在其前端和其后端具有前面的气体入口和后面的气体出口，其中所述壁和开口围绕纵轴旋转对称，且燃烧室从气体入口向后变宽；－其中气体流通过至少三个喷嘴而产生，包括设置在纵轴前端的用于馈入硅化合物的中央的喷嘴，以及－与中央喷嘴间隔开的同心地设置的用于馈入氧化剂的第一环形喷嘴，和－同样同心地设置的用于馈入燃料的第二环形喷嘴，该第二环形喷嘴的直径大于第一环形喷嘴。在此，第一喷嘴具有第一环形间隙，第二喷嘴具有第二环形间隙，第二环形间隙的面积与第一环形间隙的面积的比为１∶４至１∶６．１。还说明了一种用于制造石英玻璃的隔焰炉。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于在隔焰炉(Muffelofen)的燃烧室中，利用燃料、化学的氧化 剂以及可蒸发的气态的硅化合物，通过火焰水解(Flammhydrolyse)，制造由合成的石英玻 璃构成的致密体的方法，并涉及一种用于此的隔焰炉以及由此得到的石英玻璃本身。
技术介绍
石英玻璃是一种只由Si02构成的透明玻璃。石英玻璃已公知许久，且由于它能使 得红外至紫外的辐射顺畅地透过，即能使得波长为3500nm至160nm的光透过，由于它非常 耐热交换，以及由于它非常耐化学腐蚀，因而得到了广泛的应用。作为光学部件的窗口材料 和透镜材料，石英玻璃起到特殊的作用，所述光学部件在紫外范围内，例如对于激发激光和 在光刻中是可透过的。对石英玻璃的另一个重要的应用是，它用作光导线缆材料，通过光导 线缆例如能够传递激光，或者也能传递消息和信息。但已表明，即使特别纯的石英玻璃，通 常会具有2500nm至3000nm的吸收带，以及具有由所谓的本征缺陷(例如特别是0DC)引起 的光致的荧光，这种荧光的特点是特别是在651nm的波长范围内的吸收。因此已经做出了 各种尝试，以便提高石英玻璃的质量。为了使得该问题得到改善，例如对于特别高质量的要求，仅制得合成的石英玻璃。 在此，通常在燃烧室中利用爆鸣气来燃烧气态的硅卤化物，并通过火焰水解转化成Si02，然 后使得Siojt凝成小滴，这些小滴通过热致发声器沉积在目标物上。通过这种方式逐渐地 产生大多数情况下杆状和辊状的合成的石英玻璃体。火焰水解的混合物通常通过来自不同喷嘴的气体的汇流而产生，其中气态的硅卤 化物与载体气体一起，经由中央的喷嘴被引入到隔焰炉的燃烧室中。在该中央的原料喷嘴 周围，同心地设置有环形的燃烧喷嘴和氧化喷嘴，这些喷嘴交替地包围中央原料喷嘴。通过 这种方式，至少直至目标物和目标物表面，产生一个或多个层流的气体流，所形成的SiO^J、 滴沉积在所述目标物表面上。通常通过热致发声器使得Si02小滴沉积在目标物表面上。已 经做出了各种尝试，以便改善该方法。例如W0 98/40319记载了一种用于制造由合成的石英玻璃构成的预制件的装置， 其中带有水平设置的燃烧室的隔焰炉具有两个彼此对置的不同大小的开口，其中较大的开 口用于取出预制件，而较小的开口用于插入燃烧喷嘴。在此，隔焰炉内室或燃烧室从较小的 开口向较大的开口增大。在此，隔焰炉的总长度为由合成的石英玻璃构成的预制件的直径 的两倍。在DE-A 42 03 287中记载了一种用于制造合成的石英玻璃的方法以及装置，其 中借助于光电机构使得在增长的石英玻璃体上的Si02沉积面相距燃烧器喷嘴保持恒定的 间隔。在此，射出脉冲式的光束，从而它的轴向光束与沉积面相切。如果光束被生长的且沉 积的石英玻璃中断，则通过该装置使得所形成的石英玻璃体远离燃烧喷嘴被引开，直至脉 冲式的光束又能经过沉积面。W0 2004/065314 A也记载了一种用于制造合成的石英玻璃的方法，其中作为原料 或硅初级物，使用一种混合物，该混合物由含有单个硅原子的单晶硅化合物和含有多个硅 原子的多晶硅化合物构成，然而多晶硅化合物在混合物中最多能占硅总含量的70%。JP-A 2006-C16292记载了一种用于制造合成的石英玻璃的燃烧器，其中在中央的 原料喷嘴周围，且在同心地围绕设置的环形的燃烧器喷嘴周围，设置有位于外面的环形喷 嘴，通过该环形喷嘴引入具有较小反应性的气体，该气体呈外套状地包围原料气体和燃烧 气体，并使得原料气体和燃烧气体受到屏蔽而免遭外部影响。所有这些方法都需要高的燃烧效率，以便使得硅初级物充分水解和沉积。因为已 表明，对于这些方法而言，会引入比重相对高的所谓的“渗入空气”，其使得燃烧器火焰变 冷，由此不仅产生能量损失，而且硅化合物通过火焰水解只能不充分地转化成Si02。采用现 有技术的这些方法，所使用的硅化合物中通常有60 75%会沉积在相应的目标物上。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，降低能耗，并提高硅氧化物的沉积，进而提高硅氧化物的产量。此外，要提供一种石英玻璃，其具有改善的均勻的径向折射率分布、高的透射性、 以及较小的特别是在651nm波范围内的光致荧光(LIF)。该目的通过在权利要求中限定的特征得以实现。因为已发现，合成的石英玻璃的 产量和质量可以通过如下措施得到提高对环形地包围中央原料喷嘴的燃烧喷嘴和氧化喷 嘴的喷嘴开口进行调节，从而它们具有在第二和第三喷嘴之间的至少为3. 8，特别是至少为 4的间隙比，其中优选至少为4. 2，特别是至少为4. 4。最大的比值为5. 6，特别是5. 4，其中 优选最大为5.2。特别优选的是，比值最大为5.0。在第一和第二喷嘴之间的间隙比至少为 6. 0，优选至少为6. 2，其中特别优选至少为6. 4。最大值优选为8. 2，特别是7. 5，其中特别 优选最大为7.0。已表明，调节间隙比或喷嘴横截面积，特别是调节SiCl2剂量流和干燥的氧气剂量 以及燃烧气体特别是吐和02的体积流的比，能完全消除或者极大地减少产生不希望的红色 荧光。包围定量喷嘴的第一氧气喷嘴的横截面积优选至少为6mm2，特别是6. 8mm2或 7mm2，其中特别优选至少为7. 1mm2或7. 2mm2。最大横截面积为9mm2，特别是8mm2，其中优选 最大值为8. 5mm2或8. 3mm2。特别优选最大值为8mm2或7. 8mm2。馈入氢气的第二环形喷嘴 (第二燃烧喷嘴)的优选的横截面积至少为115mm2，其中优选为120mm2。至少为122mm2的 值是特别优选的。优选的最大值为135，特别是最大为130，其中特别优选最大值为128。第 三环形喷嘴(氧气喷嘴)的横截面积的优选值至少为35mm2，其中优选至少为38mm2或至少 为40mm2。优选的最大横截面积为50mm2，特别是最大为45mm2，其中优选最大为43mm2。第 四环形喷嘴(氧气燃烧喷嘴)的优选的横截面积至少为150mm2，特别是至少为160mm2，其中 优选至少为162mm2。通常的最大横截面积为180mm2或170mm2，其中特别优选为168mm2。根 据本专利技术，已表明，第三氧气环形喷嘴与第四氢气环形喷嘴的间隙比优选至少为4. 6，特别 是至少为4. 7，其中优选至少为4. 8。优选的最大比值为5. 6，特别是5. 2，其中优选最大为 5. 1。根据一种优选的实施方式，两个喷嘴的体积流通过混合比MV 内部H2-2/(02tr+02-l+02-3/2)MV 实际(H2-2/2+H2-4/2) /02-3来描述，其中tr是中央喷嘴的干燥氧气。这些混合比能够在较宽的范围内根据所 要求的0H含量来变化。该范围在1. 7 2. 5之间，优选该范围在1. 9 2. 3之间。但氢气的体积流也决定了燃烧器的总效率，不能任意下降。因此，针对H2-2所使 用的体积流在130-90slm(标准升每分钟)的范围内，优选在120-105slm的范围内，针对 02-3所使用的体积流在70-35slm(标准升每分钟)的范围内，优选在65-40slm的范围内。优选地，无论氧化剂还是燃烧气体都以不同于中央的原料剂量的排出速度引入到 燃烧室中。根据一种优选的实施方式，两个内部的燃烧气体喷嘴和氧化剂喷嘴被其它交本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在隔焰炉的燃烧室中制造合成的石英玻璃的方法，其中－形成气体流，该气体流含有燃料、化学的氧化剂以及可蒸发的气态的硅化合物，该硅化合物通过火焰水解和／或通过化学的氧化剂被转化成ＳｉＯ↓［２］颗粒；－ＳｉＯ↓［２］颗粒沉积到目标物的沉积面上，同时形成辊状的石英体；－其中燃烧室被壁限定，且燃烧室在其前端和其后端具有前面的气体入口和后面的气体出口，其中所述壁和开口围绕纵轴旋转对称，且燃烧室从气体入口向后变宽；和－其中气体流通过至少三个喷嘴而产生，包括设置在纵轴前端的用于馈入硅化合物的中央的喷嘴，以及－与中央喷嘴间隔开的同心地设置的用于馈入氧化剂的第一环形喷嘴，和－同样同心地设置的用于馈入燃料的第二环形喷嘴，该第二环形喷嘴的直径大于第一环形喷嘴，其特征在于，第一喷嘴具有第一环形间隙，第二喷嘴具有第二环形间隙，第二环形间隙的面积与第一环形间隙的面积的比为１∶４至１∶６．１。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：L奥尔特曼，R马丁，U斯特罗贝尔，J马津科夫斯基，HJ施米特，HJ米勒，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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