[发明专利]一种石英锭的制备方法、装置及系统

权利要求书

1.一种石英锭的制备方法，其特征在于，采用石英颗粒熔融沉积石英锭并按照以下步骤控制下料速率：

当在沉积的石英锭高度低于截面尺寸变化临界高度时，按照其高度越小下料速度越小的原则对自重引起的石英锭截面尺寸偏差引起的形变进行补偿，控制下料速率；当在沉积的石英锭高度低于截面尺寸变化临界高度时，所述下料速率满足以下关系：

V₁＝[1+k(r,h)]V₂r²ρ

其中：V₁为下料速率，即单位时间内原料投放量；V₂为采用石英颗粒熔融沉积的旋转平台下降速率；r为目标石英锭半径；ρ为石英材料密度；k(r,h)为修正系数，其与在沉积的石英锭高度h单调正相关，其与在沉积的石英锭半径单调正相关；

当在沉积的石英锭高度高于截面尺寸变化临界高度时，按照截面尺寸变化临界高度的补偿量控制下料速率；

所述截面尺寸变化临界高度为截面尺寸恰不再因上段压力发生变化的高度。

2.如权利要求1所述的石英锭的制备方法，其特征在于，修正系数k(r,h)的取值范围为0.02～0.15。

3.如权利要求1所述的石英锭的制备方法，其特征在于，所述修正系数按照如下方法确定：

对于给定的目标石英定半径r，所述修正系数与所述在沉积的石英锭高度符合以下关系：

k(r,h)＝αh+η

其中，α和η为常数，η为烧失率。

4.如权利要求3所述的石英锭的制备方法，其特征在于，所述常数α按照如下方法计算：

α＝a/(1-η)；

其中，a为石英锭受到的自重压力随高度线性变化曲线的斜率的负值或均匀下料时所述石英锭横截面半径随高度线性变化曲线的斜率的负值；η为烧失率。

5.如权利要求1所述的石英锭的制备方法，其特征在于，实时测量熔融沉积部位以下的尺寸，实时计算石英锭横截面半径随高度线性变化曲线的斜率，将所述斜率的负值作为所述修正系数的调整量，实时反馈调整所述修正系数。

6.一种应用如权利要求1至5任意一项所述的制备方法的石英锭的制备装置，其特征在于，包括旋转平台升降电机、石英原料投料量控制器、以及上位机；所述旋转平台升降电机与所述上位机信号相连；所述上位机与所述石英原料投放量控制器信号相连；

所述上位机获取所述旋转平台升降电机提供的旋转平台升降下降速率，按照权利要求1至5任意一项所述的制备方法，控制所述石英原料投料量控制器的下料速率。

7.如权利要求6所述的制备装置，其特征在于，还包括尺寸测量装置，设置于炉膛外炉膛出口附近，用于检测石英锭下段尺寸。