[发明专利]一种耐高温遮光用石英玻璃板材的生产方法

说明书

本发明公开了一种耐高温遮光用石英玻璃板材的生产方法，属于玻璃板材技术领域。所述石英玻璃的生产方法为：制备不透明石英玻璃；利用正硅酸乙酯、无水乙醇、蒸馏水、盐酸和氨水和甲酰胺制备凝胶；将不透明石英玻璃和凝胶一起烧结制备石英玻璃。本发明通过添加盐酸、氨水、甲酰胺，溶胶的粒子表面可以吸附一定数量盐酸中的H⁺，并产生具有三个配位的Si‑OH，氨水中的OH^‑可以通过振动以及化学键断裂产生具有三个配位的SiO^‑，SiO^‑进攻其他溶胶分子中心的Si原子，进而发生缩聚反应；加入甲酰胺后，体系产生的前驱体为少于6个硅原子的低聚合物，进一步发生缩聚反应，使得体系的交联度增大，从而达到提高体系的密度和强度的目的。

技术领域

本发明属于玻璃板材技术领域，具体涉及一种耐高温遮光用石英玻璃板材的生产方法。

背景技术

石英玻璃是用纯度达到99.99％以上的二氧化硅原料在1713℃以上的高温条件下熔制而成的，它具有耐高温、耐高压力、耐腐蚀、低膨胀系数、热震性好等其它玻璃无法比对的优点。石英玻璃以其特有的物理、化学性能已成为现代科学技术的重要材料，尤其是在半导体、光通讯、光伏、航空航天、军事、集成电路、冶金、化工等领域得到了越来越广泛的应用。应用范围极广，小到日常生活，大到航天、国防，无处不在。耐高温遮光用石英玻璃板材是近年在大型高温炉上应用的新型石英玻璃板材，它具有耐高温和遮光的双重效果，现有的石英玻璃产品均不能满足要求。石英玻璃是以天然石英为原料，经过高温熔制，SiO₂含量较高的一种工业用玻璃。石英玻璃按其产品分有石英管、石英棒、石英坩埚、石英玻璃块和片、板、石英锭、石英砖、石英器皿、不透明石英玻璃、乳白石英玻璃、石英玻璃陶瓷等；按工艺可分为电阻高温法、电阻真空法、电阻连熔法、电熔二步法、氢氧焰法、等离子法、电弧法、化学合成法等。这些工艺生产得到的石英玻璃的物理性能和化学性能基本是一致的。耐高温遮光用石英玻璃板材要求石英玻璃板材即要有在高温下使用不变形，又要有遮光作用。目前能生产的不透明石英玻璃、乳白石英玻璃、石英玻璃陶瓷等，其中不透明石英玻璃有轻微遮光效用但耐高温和遮光效果均不够，乳白石英玻璃遮光效果好但耐高温性能不够，石英陶瓷璃遮光效果好但耐高温性能太差，均不能满足即耐高温又能遮光的双重要求。因此现有的石英玻璃生产工艺无法满足该石英玻璃板材的生产要求。满足即耐高温又能遮光的要求的石英玻璃板材需具备二个条件，一是耐高温，二是遮光。耐高温可以用高纯透明的石英玻璃，遮光可以用不透明石英玻璃和乳白石英玻璃。尤于石英玻璃的物理性能决定了石英玻璃难以熔融，现有生产工艺不可能满足二个要求在一个生产工艺中完成。目前使用的耐高温遮光用石英玻璃板材多以高温拼接来制作，因此生产成本高，制作难度大。

中国专利文献″石英玻璃的制备方法及石英玻璃(专利号为：ZL201610809509.X)″公开了石英玻璃的制备方法包括：通过溶解剂将第一掺杂化合物、第二掺杂化合物溶解混合形成掺杂混合溶液，所述第一掺杂化合物为含铝化合物，所述第二掺杂化合物包括含Zr化合物、含Y化合物、含Sc化合物、含Th化合物、含V化合物、含Ti化合物中的至少一种；将体积份L1的掺杂混合溶液、体积份L2的水混合后，与四氯化硅液相反应获得掺杂二氧化硅凝胶。该发明的石英玻璃成品中，Al₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃等以网络中间体或网络外体形式填充在SiO₂四面体网络结构的孔隙中，使本发明石英玻璃更加致密；同时，Al₂O₃、ZrO₂的分解能价比SiO₂高，即较SiO₂的抗氢氟酸的腐蚀性强，但是仍然存在石英玻璃的密度和强度待提高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温遮光用石英玻璃板材的生产方法，以解决在中国专利文献″石英玻璃的制备方法及石英玻璃(专利号为：ZL201610809509.X)″公开的基础上，如何优化组分、用量、工艺等，提高石英玻璃的密度和强度的问题。