專利名稱：連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石英玻璃管的生產(chǎn)方法，特別是連熔一步法生產(chǎn)超大口 徑抗高溫變形石英玻璃管。
背景技術(shù)：
石英玻璃工業(yè)用連熔法生產(chǎn)抗高溫變形石英管，目前的工藝是先期用連
熔法生產(chǎn)大規(guī)格透明石英管，此種石英管應(yīng)用在6"和8"集成電路硅片高溫?cái)U(kuò)
散上，要二次對石英管內(nèi)外進(jìn)行高溫氧化鋁涂層，才能達(dá)到抗高溫變形功能。 具體生產(chǎn)與技術(shù)工藝步驟為-
O將經(jīng)過提純的石英原料投入O530mm連熔爐鎢坩堝內(nèi)；
② 對連熔爐通電熔融，經(jīng)過220(TC的高溫使石英原料融化；
③ 熔融料經(jīng)拉管機(jī)牽引，通過成型器芯桿與料臺成形石英管，并拉制 成型O300mm以下的大規(guī)格石英管；
④ 對大規(guī)格石英管進(jìn)行二次高溫涂層氧化鋁，使涂層后的石英管具有抗 高溫變形功能，并應(yīng)用在6"和8〃集成電路硅片高溫?cái)U(kuò)散材料上；
此種工藝的缺陷為
① 成型器芯桿直徑一般在340。350rnm之內(nèi)，成型器料臺直徑一般在 365w375mm之內(nèi)。造成成型石英管的規(guī)格一般只能控制在O300mm以下。
② 石英管需要二次氧化鋁高溫涂層，才具有抗高溫變形功能。③采用二步法高溫涂層氧化鋁的石英管，僅能在1280。C高溫下一次性 使用，變形率〉5%以上，且工序復(fù)雜，浪費(fèi)嚴(yán)重。同時，僅應(yīng)用在6"和8〃 集成電路硅片高溫?cái)U(kuò)散材料上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、 變形率低的連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是
連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其特征在于，其步驟如下 連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其特征在于，其步驟如下 將摻雜有碳化硅與/或氮化硅的石英原料投入連焙爐塢坩堝內(nèi)，經(jīng)通電熔融的
石英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過220(TCw250(TC的高溫?zé)岢恋?，并通過排氣孔排出 氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，料液流經(jīng)成型器料臺進(jìn)行成型，所述的連熔爐內(nèi)的 成型器芯桿的直徑為380mm。400面，成型器料臺的直徑為420<^435咖；在成 型石英管的下料口處，通過噴涂設(shè)備在成型石英管的高溫外表面連續(xù)熱噴涂 碳化硅粉體與/或氮化硅粉體，并在成型石英管的表面形成1-3mm碳化硅與/ 或氮化硅涂層，再經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為320^ 420mm的超大口徑抗高溫變形石英玻璃管。
本發(fā)明在石英原料中摻雜的碳化硅與/或氮化硅可以是單一摻雜或混合 摻雜，其摻雜的量可以按需要摻雜，沒有特殊指定。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 以上所述的連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其特點(diǎn)是，所 述的鎢坩堝的直徑和長度可以按需要設(shè)定，優(yōu)選直徑為560mm，長度為1800mm，
4這樣可以增加熔化原料沉淀時間，有利于排出熔料過程中氣體雜質(zhì)，提高熔 料的純度，減少成型石英管的氣泡氣線等內(nèi)在質(zhì)量缺陷。
本發(fā)明采用了在石英原料中直接摻雜碳化硅與/或氮化硅的創(chuàng)新工藝，同 時在生產(chǎn)設(shè)備上和高溫狀態(tài)下直接增加了噴涂非金屬元素碳化硅與/或氮化
硅粉體的裝備，可一步成型得到直徑為320^420,的超大口徑抗高溫變形石 英玻璃管。在調(diào)整成型器芯桿與料臺尺寸調(diào)整后，石英管的成型外徑擴(kuò)大， 在正常生產(chǎn)中，經(jīng)微調(diào)成型器芯桿，可直接生產(chǎn)O320。420mm超大口徑石英 管，而且提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，使優(yōu)等品率在現(xiàn)有基礎(chǔ)上可提高10%左右。通過 原料摻雜且在爐口高溫成型處增設(shè)的非金屬元素連續(xù)噴涂設(shè)備，可以一步法 成型①320。420mm超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，所生產(chǎn)的石英玻璃管直 接含有1-3min碳、氮等非金屬元素涂層，在應(yīng)用8"和12"大規(guī)模集成電路硅 片高溫?cái)U(kuò)散材料上，可以二次重復(fù)使用。經(jīng)常規(guī)方法測試該石英玻璃管可抗 高溫在150(TC-1650。C之間，變形率〈3%,大大優(yōu)于二次氧化鋁涂層石英管抗 高溫變形指標(biāo)。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖
，進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對其權(quán)利的限制。
實(shí)施例1。連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其步驟如下 將摻雜有碳化硅的石英原料投入連熔爐塢坩堝內(nèi)，經(jīng)通電熔融的石英料液在
鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過220(TC的高溫?zé)岢恋?，并通過排氣孔排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì) 后，料液流經(jīng)成型器料臺進(jìn)行成型，所述的連熔爐內(nèi)的成型器芯桿的直徑為 380ram，成型器料臺的直徑為420;在成型石英管的下料口處，通過噴涂設(shè)備在成型石英管的高溫外表面連續(xù)熱噴涂碳化硅粉體或氮化硅粉體，并在成型石英管的表面形成lmm碳化硅或氮化硅涂層，再經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下 拉制成型，得到直徑為320的超大口徑抗高溫變形石英玻璃管。實(shí)施例2。連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其步驟如下 將摻雜有氮化硅的石英原料投入連熔爐塢坩堝內(nèi)，經(jīng)通電熔融的石英料液在 鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過250(TC的高溫?zé)岢恋?，并通過排氣孔排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì) 后，料液流經(jīng)成型器料臺進(jìn)行成型，所述的連熔爐內(nèi)的成型器芯桿的直徑為 400mm，成型器料臺的直徑為435mm;在成型石英管的下料口處，通過噴涂設(shè) 備在成型石英管的高溫外表面連續(xù)熱噴涂碳化硅粉體與氮化硅粉體，并在成 型石英管的表面形成3mm碳化硅與氮化硅涂層，再經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向 下拉制成型，得到直徑為420mm的超大口徑抗高溫變形石英玻璃管。實(shí)施例3。連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其步驟如下 將摻雜有碳化硅與氮化硅的石英原料投入連熔爐塢坩堝內(nèi)，經(jīng)通電熔融的石 英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過230(TC的高溫?zé)岢恋?，并通過排氣孔排出氣體雜質(zhì)和 液體雜質(zhì)后，料液流經(jīng)成型器料臺進(jìn)行成型，所述的連熔爐內(nèi)的成型器芯桿 的直徑為390mm，成型器料臺的直徑為425mm;在成型石英管的下料口處，通 過噴涂設(shè)備在成型石英管的高溫外表面連續(xù)熱噴涂碳化硅粉體與氮化硅粉 體，并在成型石英管的表面形成2mm碳化硅與氮化硅涂層，再經(jīng)過變頻控制 的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為380mm的超大口徑抗高溫變形石英玻璃管。實(shí)施例4。實(shí)施例1或2或3所述的連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形 石英玻璃管，所述的鎢坩堝的直徑為560mm，長度為1800mm。
權(quán)利要求
1、連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其特征在于，其步驟如下將摻雜有碳化硅與/或氮化硅的石英原料投入連熔爐塢坩堝內(nèi)，經(jīng)通電熔融的石英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過2200℃∽2500℃的高溫?zé)岢恋?，并通過排氣孔排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，料液流經(jīng)成型器料臺進(jìn)行成型，所述的連熔爐內(nèi)的成型器芯桿的直徑為380mm∽400mm，成型器料臺的直徑為420∽435mm；在成型石英管的下料口處，通過噴涂設(shè)備在成型石英管的高溫外表面連續(xù)熱噴涂碳化硅粉體與/或氮化硅粉體，并在成型石英管的表面形成1-3mm碳化硅與/或氮化硅涂層，再經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為320∽420mm的超大口徑抗高溫變形石英玻璃管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃 管，其特征在于，所述的鎢坩堝的直徑為560mm，長度為1800mm。
全文摘要
連熔一步法生產(chǎn)超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，其特征在于，將摻雜有碳化硅與/或氮化硅的石英原料投入連熔爐塢坩堝內(nèi)，經(jīng)通電熔融的石英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過高溫?zé)岢恋?，排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，料液流經(jīng)成型器料臺進(jìn)行成型；在成型石英管的下料口處，通過噴涂設(shè)備在成型石英管的外表面高溫?zé)釃娡刻蓟枧c/或氮化硅粉體形成涂層，再經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到超大口徑抗高溫變形石英玻璃管。本發(fā)明可以一步法成型超大口徑抗高溫變形石英玻璃管，所生產(chǎn)的石英玻璃管可抗高溫1500-1650℃，變形率＜3％，可應(yīng)用8″和12″大規(guī)模集成電路硅片高溫?cái)U(kuò)散材料上，可以二次重復(fù)使用。
文檔編號C03B20/00GK101643310SQ200910034248
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者成士林 申請人:成士林