[实用新型]一种气相沉积合成炉

说明书

技术领域

本实用新型属于玻璃制造领域的设备，涉及一种合成石英玻璃中用到的气相沉积合成炉，特别是用于间接法合成石英玻璃中形成二氧化硅疏松体的气相沉积合成炉。

背景技术

石英玻璃具有优越的物化性能，而被誉为“玻璃之王”，是国家战略性产业和支柱性产业发展中不可替代的基础性原材料，广泛应用于光纤制造、微电子、光电子、航空航天、核技术、激光技术、精密光学和电光源等高新技术领域。

目前，国内外主要采用“直接法”制造石英玻璃，是以天然水晶或高纯四氯化硅为原料，在高温真空电阻炉、高温氢氧火焰或高温等离子体火焰中发生物理及化学反应过程直接熔制为石英玻璃体；“间接法”合成石英玻璃是申请人独创的工艺，其先以高纯四氯化硅作原料，采用气相沉积在氢氧火焰中合成纳米二氧化硅疏松体，再将其置于真空电阻炉中进行脱水、脱气及玻璃化处理制备得到石英玻璃体。由于所得到的玻璃产品不同，现有技术中尚无可以直接用于间接法合成石英玻璃中的气相沉积合成炉。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于间接合成石英玻璃中的高效低能的气相沉积合成炉。

该气相沉积合成炉包括以下组件：

1)封闭式炉体及用于支撑炉体的支撑架；

2)保温炉膛，设于炉体内部；

3)氢氧火焰燃烧器，设置于炉体的斜下部且燃烧器中心料管出口端伸入保温炉膛，且设有氢气、氧气和四氯化硅原料气的进气口；

4)石英基础杆，从炉体顶部垂直延伸入炉体内腔保温炉膛内，位于氢氧火焰燃烧器的中心料管出口端上，石英基础杆的底端面与氢氧火焰燃烧器出口端相对；

5)烟囱，设置于炉体顶部或炉体一侧，烟囱的烟道入口高于石英基础杆的底端面。

其中：氢氧火焰燃烧器中心下料管出口端到石英基础杆底端的垂直距离为5-300mm。

所述氢氧火焰燃烧器的数量为1-6个。

所述氢氧火焰燃烧器与石英基础杆中心延长线的夹角为0-90°。

特别的，所述氢氧火焰燃烧器的数量为1个，所述氢氧火焰燃烧器与石英基础杆中心延长线的夹角为0°；或所述氢氧火焰燃烧器的数量为2-6个，均布在炉体的斜下部且与石英基础杆中心延长线的夹角为0-90°。

所述石英基础杆的材质为石英玻璃，其底端面为平面或圆球形或椭圆形，垂直卡位安装在带自动升降和旋转的车床上。

本实用新型中，将所述气相沉积合成炉用于间接合成石英玻璃中，是将四氯化硅原料气通入氢氧火焰燃烧器中，使其在其中心料管出口端产生的600-1200℃的氢氧火焰中反应，所生成的纳米二氧化硅微粒沉积在垂直的边旋转边提升的石英基础杆底端面上形成二氧化硅疏松体，沉积速率500-2000g/h。

且，随着纳米二氧化硅微粒在石英基础杆底端面不断沉积形成沉积面(相当于石英基础杆向下增长)，提升石英基础杆保持该沉积面与所述氢氧火焰燃烧器中心料管出口端的距离始终一致。

采用以上技术方案，本实用新型可以使纳米二氧化硅微粒在石英基础杆底端面沉积而形成二氧化硅疏松体，沉积效率和沉积速率高，制造成本低，不仅提高了生产效率、降低了成本、节约了能源与资源，而且还大大提高了产品质量，制备的石英玻璃具有以下优良特性：200-3200nm全光谱透过率(紫外-可见-红外波段)较高，金属杂质含量小于5ppm，羟基含量可控制在20ppm以内，且直径可达50-200mm，能够应用于精密光学、半导体光刻技术和激光技术等高新技术领域。

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型气相沉积合成炉的结构示意图；

图2为本实用新型气相沉积合成炉中多燃烧器布排的结构示意图；

图3为使用本实用新型气相沉积合成炉得到的二氧化硅疏松体结构与微粒形貌的示意图。

具体实施方式

本实用新型气相沉积合成炉用于间接合成石英玻璃中，间接合成石英玻璃分两步完成，先以高纯四氯化硅作原料，采用气相沉积工艺在氢氧火焰中合成纳米二氧化硅疏松体，再将其置于真空电阻炉中进行脱水、脱气及玻璃化处理制备得到石英玻璃体。本实用新型为间接合成石英玻璃中形成二氧化硅疏松体的专用设备，可实现纳米二氧化硅微粒的形成与沉积，并最终形成二氧化硅疏松体。

如图1所示，气相沉积合成炉包括以下组件：

1)封闭式炉体8；

2)保温炉膛7，位于炉体8内部，具有保温作用；