專利名稱：一種熱障涂層ZrO₂低導(dǎo)熱石英管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱障涂層&02低導(dǎo)熱石英管的制備方法，具體涉及用連熔法直接生產(chǎn)涂層^O2石英管的技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
石英玻璃工業(yè)用連熔法生產(chǎn)抗高溫石英管，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(duì)石英管外壁進(jìn)行高溫氧化鋁涂層，才能達(dá)到抗高溫功能。目前通用的具體生產(chǎn)與技術(shù)工藝步驟為1、將經(jīng)過提純的石英原料投入Φ350-450πιπι連熔爐鎢坩堝內(nèi)；2、對(duì)連熔爐通電熔融，經(jīng)過2200°C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(tái)成形石英管，并拉制成Φ300πιπι 以下的大規(guī)格石英管；4、對(duì)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；此種工藝的缺陷為成型器芯桿直徑一般在340…350mm之內(nèi)，成型料臺(tái)直徑一般在365 - 375mm之內(nèi)，造成成型石英管的規(guī)格一般只能控制在Φ300πιπι以下；石英管需要二次氧化鋁高溫涂層，才具有抗高溫變形功能；采用二步法高溫涂層氧化鋁的石英管，僅能在 1280 V高溫下一次性使用，變形率大于5 %，且工序復(fù)雜，浪費(fèi)嚴(yán)重；高溫變形率大于5 %。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、變形率低的連熔法生產(chǎn)涂層^O2石英管的技術(shù)工藝。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施方法步驟為1)將60⑴120目的高純度石英原料(Sio2彡99. 999% )投入連熔爐塢坩堝內(nèi)；2)通電熔融的石英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過2200 - 2500°C的溫?zé)岢恋恚ㄟ^排氣孔排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，將料液進(jìn)行成型；3)在成型石英管的下料口處1250°C時(shí)，通過噴涂設(shè)備在成型石英管外表面連續(xù)高溫?zé)釃娡縙O2粉體，使成型石英管的外表面形成^O2涂層；4)熱噴涂石英管，經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為 180⑴330mm的大口徑熱障涂層^O2低導(dǎo)熱石英管。所述的步驟O)中將料液成型的方法為料液流經(jīng)連熔爐內(nèi)的成型器進(jìn)行成型。所述的步驟(2)中將料液成型的連熔爐內(nèi)的成型器芯桿的直徑為380…400mm，成型器料臺(tái)的直徑為420⑴435mm。采用這樣的技術(shù)方案后，用連熔法直接生產(chǎn)熱障涂層&02低導(dǎo)熱石英管，其優(yōu)點(diǎn)是所述的鎢坩堝的直徑和長(zhǎng)度可以按需要設(shè)定，優(yōu)選直徑為560mm，長(zhǎng)度為1800mm，這樣可以增加熔化原料沉淀時(shí)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)明采用的在生產(chǎn)設(shè)備上和高溫狀態(tài)下直接噴涂^O2 粉體的裝備，可一步噴涂成型直徑為180 - 330mm的大口徑涂層^O2 ；所生產(chǎn)的石英玻璃管外表面直接涂層有0. 5…Imm ZrO2非金屬元素涂層，在應(yīng)用單晶硅片高溫?cái)U(kuò)散與氧化材料上，可以多次重復(fù)使用；該涂層&02石英管可抗高溫1650⑴1750°C之間，變形率< 3%，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)施例方式實(shí)施步驟如下1)將高純度石英原料(Sio2彡99. 999% )投入連熔爐塢坩堝內(nèi)；2)通電熔融的石英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過2200 - 2500°C的溫?zé)岢恋?，通過排氣孔排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，將料液進(jìn)行成型；3)在成型石英管的下料口處1250°C時(shí)，通過噴涂設(shè)備在成型石英管外表面連續(xù)高溫?zé)釃娡縙O2粉體，使成型石英管的外表面形成^O2涂層；4)熱噴涂石英管，經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為 180⑴330mm的大口徑熱障涂層^O2低導(dǎo)熱石英管。實(shí)施例下面結(jié)合生產(chǎn)φ 180⑴330mm的石英管為例說明如下1、將60⑴120目的高純度石英原料(sio2彡99. 999% )投入連熔爐塢坩堝內(nèi)；2、經(jīng)通電熔融的石英料液在塢坩堝內(nèi)經(jīng)過2200°C的高溫?zé)岢恋恚懦鰵怏w雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，料液流經(jīng)成型器料臺(tái)進(jìn)行成型，所述的連熔爐內(nèi)的成型器芯桿的直徑為 380mm，成型器料臺(tái)的直徑為420mm ；3、在成型石英管的下料口處1250°C時(shí)，通過噴涂設(shè)備在成型石英管外表面連續(xù)高溫?zé)釃娡縙o2粉體，使成型石英管的外表面形成0. 5…Imm ZrO2涂層；4、熱噴涂^O2石英管，經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為 180⑴330mm的大口徑熱障涂層^O2低導(dǎo)熱石英管；目前來說，石英料液的成型技術(shù)、拉制成型技術(shù)均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。當(dāng)然，以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本發(fā)明原理的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱障涂層^O2低導(dǎo)熱石英管的制備方法，其特征在于實(shí)施步驟1)將60⑴120目的高純度石英原料(Sio2彡99.999% )投入連熔爐塢坩堝內(nèi)；2)通電熔融的石英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過2200- 2500°C的溫?zé)岢恋恚ㄟ^排氣孔排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，將料液進(jìn)行成型；3)在成型石英管的下料口處1250°C時(shí)，通過噴涂設(shè)備在成型石英管外表面連續(xù)高溫?zé)釃娡縙O2粉體，使成型石英管的外表面形成^O2涂層；4)熱噴涂^O2石英管，經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為180- 330mm 的大口徑熱障涂層^O2低導(dǎo)熱石英管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱障涂層^O2低導(dǎo)熱石英管的制備方法，其特征在于其實(shí)施步驟O)中將料液成型的方法為料液流經(jīng)連熔爐內(nèi)的成型器進(jìn)行成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱障涂層低導(dǎo)熱石英管的制備方法，其特征在于其實(shí)施步驟( 中將料液成型的連熔爐內(nèi)的成型器芯桿的直徑為380…400mm，成型器料臺(tái)的直徑為420⑴435mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱障涂層ZrO2低導(dǎo)熱石英管的制備方法。為制得上述石英管，先將高純度石英原料(sio2≥99.999％)投入連熔爐鎢坩堝內(nèi)，然后將通電熔融的石英料液在鎢坩堝內(nèi)經(jīng)過2200～2500℃的溫?zé)岢恋?，通過排氣孔排出氣體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)后，將料液進(jìn)行成型，在成型石英管的下料口處1250℃時(shí)，通過噴涂設(shè)備在成型石英管外表面連續(xù)高溫?zé)釃娡縕rO2粉體，使成型石英管的外表面形成ZrO2涂層，最后將熱噴涂ZrO2石英管，經(jīng)過變頻控制的牽引機(jī)向下拉制成型，得到直徑為180～330mm的大口徑熱障涂層ZrO2低導(dǎo)熱石英管。
文檔編號(hào)C03C17/23GK102344255SQ20101024473
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者劉松 申請(qǐng)人:劉松