[发明专利]不透明石英玻璃的制造方法

说明书

使得能够不使用发泡剂而容易地制造热线阻断性、遮光性优异、气泡直径小且球状、机械强度优异、大型的不透明石英玻璃坯料。使二氧化硅粉末分散于水中，制成二氧化硅粉末浓度为45～75重量％的浆料，采用湿式粉碎将二氧化硅粉末的平均粒径调整为8μm以下，将粒径的标准偏差调整为6μm以上，进行喷雾干燥造粒，将该造粒粉熔融，从而能够得到气泡直径小、机械强度大的不透明石英玻璃。

技术领域

本发明涉及热线(熱線)阻断性、遮光性优异的不透明石英玻璃的制造方法。更详细地说，涉及适于半导体制造装置用构件、光学设备的部件等的不透明石英玻璃坯料(インゴット)的制造方法。

背景技术

石英玻璃由于透光性、耐热性、耐化学品性优异，因此已用于照明设备、光学设备部件、半导体工业用构件、物理化学设备等多种用途。其中，在石英玻璃中含有气泡的不透明石英玻璃由于其优异的热线阻断性，已在半导体热处理装置的法兰、炉心管中利用。另外，由于遮光性优异，因此也作为投影仪用光源灯的反光板基材等光学设备部件利用。

以往，作为不透明石英玻璃的制造方法，已知向结晶质二氧化硅或非晶质二氧化硅中通过干式混合来添加氮化硅等发泡剂、采用氢氧焰进行熔融的方法(例如参照专利文献1)。根据该制造方法，具有容易获得大型坯料的特征。但是，该制造方法和所制造的不透明石英玻璃具有如下的问题。

(1)由于熔融时发泡剂散失，因此为了获得实用的不透明度，需要添加大量的发泡剂，花费成本。

(2)未均匀混合而聚集的发泡剂气化，形成气泡，因此气泡变大，不透明石英玻璃的机械强度、光的反射率降低。

(3)由于气泡大，因此烧结面(焼き仕上げ面)粗糙，将不透明石英玻璃作为法兰使用的情况下，与装置的密合性变差，成为泄漏的原因。另外，在作为反光板基材利用的情况下，灯的光泄漏，有时对投影仪内部的电子部件产生不良影响。

另一方面，专利文献2(日本专利第3394323号公报)、专利文献3(日本专利第3763420号公报)中提出了如下方法：不添加发泡剂，将非晶质二氧化硅粉末的成型体在其熔融温度以下的温度下加热，在完全地致密化之前中断热处理，部分地进行烧结。但是，对于采用该制造方法制造的不透明石英玻璃而言，虽然可以使气泡的平均直径减小，但存在下述问题：烧结至气泡成为闭气泡时，存在气泡的含有密度减小、红外线的反射率降低的问题；由于气泡不为球状，因此应力集中于气泡端部、机械强度降低的问题。另外，成型体的大小存在限度，难以得到大型的不透明石英玻璃坯料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3043032号公报

专利文献2：日本专利第3394323号公报

专利文献3：日本专利第3763420号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明解决上述的课题，课题在于在不使用以往必需的发泡剂的情况下，能够进行不透明石英玻璃的制造，使不透明石英玻璃所要求的热线阻断性、遮光性优异，气泡直径小且为球状，机械强度优异，进而能够容易地制造大型的坯料。

用于解决课题的手段

对于使二氧化硅粉末在水中分散而成的浆料，采用湿式粉碎使粉碎粉的平均粒径成为8μm以下并且使粉碎粉的粒径的标准偏差成为6μm以上，进行喷雾干燥造粒，将得到的造粒粉加热熔融，从而制造气泡形状为球形、气泡直径小的不透明石英玻璃坯料。

以下对于每个工序详细地说明。应予说明，为了使在整个工序中不发生杂质污染，对于使用的装置等需要充分地选择。

(1)原料粉末的选择