專利名稱：具有反射層的石英玻璃構(gòu)件及其制備方法
具有反射層的石英玻璃構(gòu)件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種用于制備具有反射層的石英玻璃構(gòu)件的方法，其中 在石英玻璃基體的至少部分表面上產(chǎn)生起漫反射體作用的石英玻璃反 射層。
此外，本發(fā)明還涉及具有反射層的石英玻璃構(gòu)件，其包括石英玻璃 基體，其表面至少部分由起漫反射體作用的Si02反射層所覆蓋。
石英玻璃構(gòu)件具有廣泛應(yīng)用，如在燈具生產(chǎn)中用作在紫外、紅外和 可見(jiàn)光光譜范圍的燈和輻射器的殼管、燈泡、蓋板或反射載體，在化學(xué) 儀器制造或半導(dǎo)體生產(chǎn)中呈石英玻璃反應(yīng)器和儀器用于處理半導(dǎo)體構(gòu) 件、載體槽、鐘罩、坩堝、護(hù)罩或簡(jiǎn)單的石英玻璃構(gòu)件如管、棒、板、 法蘭、環(huán)或塊。
在燈中所發(fā)射的工作輻射隨時(shí)間的恒定性和效率是重要的因素。在 加熱設(shè)備中通常重要的是小的熱損失。因此，為減少輻射損失，光學(xué)輻 射器和熱輻射器要設(shè)置反射體。該反射體與各輻射器牢固結(jié)合或是與輻 射器分開(kāi)安置的反射構(gòu)件。
為減少透射率或改變透射的光波^普，已知可4吏燈泡經(jīng)磨砂、，如通過(guò) 用酸侵蝕或用微粒狀的光散射粉末如粘土和二氧化硅的混合物涂于燈 泡內(nèi)部。至今特別是可在化學(xué)腐蝕環(huán)境下使用而不使反射材料受損和不 明顯降低反射度的優(yōu)質(zhì)反射體的表面是由金制備的。但金的反射層是昂 貴的且僅具有有限的熱穩(wěn)定性和溫度交變穩(wěn)定性。此外，該反射明顯與
波長(zhǎng)有關(guān)并在uv-區(qū)明顯下降。
按DE 102004051846，涂覆石英玻璃表面以改變其反射性的方面可 避免這些缺點(diǎn)，由該專利也已知一種反射體以及開(kāi)頭所述的制備方法。
其中提出，形成由至少部分不透明的石英玻璃制成的漫反射反射層。 該反射層的制備通過(guò)漿料法實(shí)現(xiàn)，該法中制備高充填度的可澆注的含水 Si02漿料，其含無(wú)定形的Si02微粒。該無(wú)定形的Si02微粒經(jīng)SK)2顆粒 的濕研磨制備，其粒度最大為500 pm，粒度為l卩m-50 |tim的Si02微粒 占最大體積比例。
將該Sl02漿料以漿料層涂于石英玻璃基體上，接著干燥該漿料層，不透明的石英玻璃層。為在基體上涂覆該 漿料層，提出使用噴涂法、靜電輔助的噴涂法、流涂法、旋涂法、浸涂 法或刷涂法。
如此制成的石英玻璃層可用作在寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射的漫反射 體。但表明，該已知的高充填度的漿料的流動(dòng)性不能最佳適于一些上述 的涂覆工藝，因此在某些情況下難以可再現(xiàn)地制備均勻的涂層。此外， 其還是一種多步工藝，包括漿料涂覆、干燥和玻璃化。在所有工藝步驟 中均可導(dǎo)致缺陷并由此導(dǎo)致材料損失，特別要提及該尚未完全固化的層 的收縮裂紋及機(jī)械損傷。
因此本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法使得可在石英玻璃構(gòu)件
上低成本地和可再現(xiàn)地制備均勻的Si02反射層。
此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種按本發(fā)明制備的石英玻璃構(gòu)件， 其特征為無(wú)裂紋和均勻的Si02反射層。
關(guān)于制備方法，本發(fā)明的目的是從開(kāi)頭所述的方法出發(fā)，通過(guò)由熱 噴霧產(chǎn)生該反射層實(shí)現(xiàn)的，其中將Si02微粒輸送到能量載體中，并借助 該能量載體初熔或熔化并沉積于基體上。
在本發(fā)明的方法中，該反射層通過(guò)熱噴霧產(chǎn)生。Si02微粒以流體料 如作為粉末、溶膠或懸浮體(分散體)輸送到能量載體中，在其中至少部 分經(jīng)熔化并以高速度投射向已準(zhǔn)備好的待涂的基體表面。該能量載體通 常是一種燃?xì)?氧火焰或等離子體輻射，但也可配置為電弧、激光光束等。
重要的是使Si02微粒熔化或初熔并沉積在基體上，而不形成沒(méi)有足 夠反射度的完全透明的表面層，而這種表面層是不可用作漫反射的反射 層的。但是，在該反射層的部分區(qū)域上有限的透明性也是可以接受的， 并且甚至可能是所希望的，如用于表面區(qū)的封閉。也可通過(guò)較厚的層厚 補(bǔ)償由于透明度而降低的層的不透明性。
在本發(fā)明方法中，該基體表面的涂覆和層的固化是以單 一 工序完成 的。如此避免了已知方法由于多步性和尚未固化的層的可能受損而帶來(lái) 的問(wèn)題。特別是不產(chǎn)生收縮裂紋。
現(xiàn)已表明，用本發(fā)明方法可產(chǎn)生半透明性的牢固粘附的均勻密度的 特別是無(wú)裂紋的Si02表面層，此外，其特征為粘附強(qiáng)度，并其適用于寬 波長(zhǎng)范圍的輻射的漫反射體。
Sl02微粒的足夠軟化可在用低能火焰噴霧法或電弧噴霧法實(shí)現(xiàn)的溫度進(jìn)行，也可在用高能等離子體噴霧法實(shí)現(xiàn)的溫度進(jìn)行。
在第一種優(yōu)選方案中，該反射層通過(guò)等離子體噴霧法產(chǎn)生，其中使
用等離子體輻射或激光光束作為能量載體。
在將熔化的或初熔的Si02微粒投射于基體表面時(shí)，該等離子體噴霧
可產(chǎn)生相對(duì)高的能量輸入以及高的速度。由此可在短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較厚
的和牢固粘附的反射層。
該Sl02微粒通常以粉末或懸浮體形式輸送等離子體火焰中(懸浮體
等離子體噴霧；SSP)。此外，也可考慮所謂的SPPS法(溶液前體等離子
體噴霧)，在此情況下，將用于Si02合成的前體化合物輸送到等離子體
火焰中，并且在等離子體火焰中或在淀積到基體表面上時(shí)氧化成Si02。 在SSP法中可使用特別細(xì)的顆粒，這使得易于制備薄層，如用于封閉的 最終密實(shí)層。
備選地和同樣有利地，由火焰噴霧產(chǎn)生反射層，這時(shí)用電弧或燃?xì)?氧火焰作為能量載體。
與等離子體噴霧法比較，火焰噴霧法更易控制溫度，以致可更準(zhǔn)確 和更具可再現(xiàn)性地保持該反射層的預(yù)定的不透明性。此外，該方法的特 征是對(duì)基體產(chǎn)生小的能量輸入。
已經(jīng)證實(shí)，如果該Si02微粒的粒度達(dá)最大200 pm，優(yōu)選最大100 pm， 其中粒度為lpm-60 pm的Si02微粒占最大體積比例是合適的。
反射層通常由Si02微粒的多層熱噴霧層組成。使用粒度超過(guò)200 pm 的Si02微粒時(shí)， 一方面完全不能制備薄的反射層，另一方面存在的風(fēng)險(xiǎn) 是，在短的加熱時(shí)間下該微粒從能量載體中不可取得足夠的能量，因此 難以進(jìn)行層的燒結(jié)。相反，小于1 nm的較小微粒卻難以操作，并易于 導(dǎo)致注入噴嘴、燃燒器噴嘴或其它輸送噴嘴的堵塞。
特別優(yōu)選的Si02微粒的粒度分布特征是D5。值小于50 優(yōu)選小 于40pm,特別優(yōu)選小于30 (Lim。
從反射層的待保持的不透明性來(lái)看，要能使該Si02微粒的燒結(jié)不呈 完全透明的熔合，并且盡可能無(wú)基體的變形。上述尺寸范圍的微粒表明 與此相關(guān)的有利燒結(jié)特性。其具有高的燒結(jié)活性，并因此可在相對(duì)低溫 度燒結(jié)，在此溫度下， 一方面由塑性變形所輔助的可特別快玻璃化成透 明石英玻璃的傳質(zhì)過(guò)程不會(huì)以明顯程度發(fā)生，并且這時(shí)基體也不會(huì)受損 或無(wú)明顯受損?？傊?，如果Si02微粒具有多峰粒度分布，且該粒度分布的第一最大
值為2-6 pm和第二最大值為20-60 pm，則經(jīng)證實(shí)是有利的。 優(yōu)選該SK)2微粒的至少1/3經(jīng)配置為球形。
已表明，球形微粒在不透明燒結(jié)后有助于高的反射性-主要在紅外波 長(zhǎng)范圍。
在一個(gè)特別優(yōu)選的方案變型中，該Si02微粒呈粒狀輸送到能量載體 中，其中該Si02微粒聚集成尺寸為2-300 |Lim,但優(yōu)選為小于100 pm的 粒子(Granulatteilchen)。
在以粒狀固定Sl02微粒情況下，簡(jiǎn)化了操作，特別是向能量載體中 輸送的操作。這特別適合于粒度小于30pm的非常細(xì)碎SiO2微粒，該 微粒對(duì)實(shí)施本發(fā)明方法特別適用。
此外，如果Si02微粒中的Si02含量至少是99.9重量％經(jīng)證明是適用的。
由該原料不產(chǎn)生污染風(fēng)險(xiǎn)或結(jié)晶風(fēng)險(xiǎn)。雜質(zhì)含量?jī)?yōu)選小于1重量 ppm。
在該方法的另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，產(chǎn)生層厚為50pm-3000 |nm, 優(yōu)選100pm -800 pm的反射層。
形成的Si02反射層越厚，其對(duì)輻射的反射越完全。此外，在高密度
反射層的應(yīng)用中，如為避免封閉或避免由該層產(chǎn)生顆粒，可通過(guò)較大厚
度補(bǔ)償該層的低不透明性。但層厚大于3000 nm的反射層僅可用高耗費(fèi) 制備，并且通常(在基本不透明層的情況下)該較厚的層厚的附加效應(yīng)仍 幾乎不明顯。相反，厚度小于50 pm的Si02反射層難以可再現(xiàn)地保持 預(yù)定的漫反射，因?yàn)樵搶拥牟煌该餍缘牟顒e對(duì)反射度已無(wú)明顯影響。 對(duì)制備厚的層厚，優(yōu)選的方法是施加多個(gè)相繼的層來(lái)制備反射層。 為制備具有特殊特性的反射層，可在Sl02微粒中提供摻雜劑，或向 能量載體中除輸送Si02微粒外還輸送摻雜劑。
如此制備的反射層含一種或多種摻雜劑，這些摻雜劑可賦予該反射 構(gòu)件針對(duì)某一特定應(yīng)用目的附加功能或簡(jiǎn)化其制備。作為實(shí)例可提及通 過(guò)在某特定波長(zhǎng)范圍呈選擇性吸收的摻雜劑以適配反射和絕熱，通過(guò)提 高石英玻璃粘度的摻雜劑以增加使用壽命，改進(jìn)化學(xué)穩(wěn)定性或降低由構(gòu) 件引起的污染風(fēng)險(xiǎn)，以及特別是在等離子體方法中通過(guò)在等離子體的主 發(fā)射波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收輻射的摻雜劑以改進(jìn)等離子體的耦合。如果使用在高溫下是揮發(fā)性的摻雜劑，則是另 一有利的應(yīng)用。 在反射層的燒結(jié)溫度范圍或在能量載體的工作溫度范圍的溫度下，
該揮發(fā)性摻雜劑揮發(fā)、升華或解離并生成或釋出氣體。該氣體進(jìn)入反射
層，并簡(jiǎn)化了高不透明性的產(chǎn)生和保持。
作為優(yōu)選的摻雜劑，使用選自Zr02、 A1203、 ZrSi04、稀土金屬的氧 化物、碳化物或氮化物、SiC和Si3N4中的一種或多種化合物。
該摻雜劑可在層中均勻分布，或可集中含于分開(kāi)的各層中，如在中 間層中。含呈濃度梯度的摻雜劑的層也是適用的。在石英玻璃中加入鋁
可在反射層中形成耐侵蝕的Al203和提高石英玻璃的溫度穩(wěn)定性，并由
此導(dǎo)致該經(jīng)涂覆的石英玻璃構(gòu)件的壽命變長(zhǎng)。在該石英玻璃結(jié)構(gòu)中呈氮 化物或碳化物構(gòu)造的氮或碳的添加也有同樣效果，并且引起該玻璃結(jié)構(gòu) 增強(qiáng)并由此例如產(chǎn)生更好的耐侵蝕性。Si3N4在高溫下可容易地分解， 并通過(guò)形成氣體簡(jiǎn)化了反射層中高不透明的調(diào)節(jié)。 該Si02微粒優(yōu)選是無(wú)定形的。
通過(guò)使用前述的無(wú)定形Si02微粒降低了在制備反射層時(shí)形成晶體的 風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)晶會(huì)導(dǎo)致如此所涂覆構(gòu)件的報(bào)廢。
已表明如果該Si02微粒由含硅前體化合物產(chǎn)生，優(yōu)選由還含有氮的 前體化合物產(chǎn)生，那么是有利的。
適用的含Si02的前體化合物的起始物質(zhì)例如是TEOS或硅氧烷。硅 氮烷還含有氮。通過(guò)將氮引入該反射層的石英玻璃中可提高其熱穩(wěn)定性 和改進(jìn)耐侵蝕性。
由此在含氮?dú)怏w，特別是有NH3或&0存在的條件下進(jìn)行熱噴霧是 特別有利的方法。
例如該熱噴霧可用等離體體火焰作為能量載體以及將含氮?dú)怏w輸送 到等離體體火焰中進(jìn)行。該操作也特別適用產(chǎn)生含氮的表面層的最終處理。
關(guān)于含反射層的石英玻璃構(gòu)件，基于開(kāi)頭所述類的構(gòu)件的上述目的 在本發(fā)明中是通過(guò)熱噴霧產(chǎn)生Si02反射層并形成起不透明作用的層而 實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的石英玻璃構(gòu)件具有通過(guò)熱噴霧產(chǎn)生的由摻雜或不摻雜的石 英玻璃組成的完全或部分不透明的反射層。該不透明的石英玻璃起漫射 性光學(xué)反射體的作用。該構(gòu)件優(yōu)選用于工藝反應(yīng)器、燈和反射體的制備中，其中以管、燈 泡、腔、半殼、球或橢圓區(qū)段、板、熱屏蔽等存在。該石英玻璃構(gòu)件是 含整合的反射器的光學(xué)輻射器或熱反應(yīng)器的構(gòu)件，其由SK)2覆層形成， 或該構(gòu)件形成分開(kāi)的反射體，并與光學(xué)輻射器或熱反應(yīng)器組合使用。
該石英玻璃構(gòu)件通過(guò)本發(fā)明的方法制得，該反射層的特征在于，除 不透明度外，還有高粘附強(qiáng)度、由均勻孔分布所決定的其光學(xué)特性的高 均勻性，特別是作為漫反射體的效應(yīng)、均勻的高密度以及優(yōu)異的耐化學(xué) 性和耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度和耐溫度交變性。特別優(yōu)異的是其無(wú)裂紋和密度 的均勻分布。
其適合用作寬波長(zhǎng)范圍的輻射的漫反射體。該反射層的不透明性的
特征在于，在200 nm -2500 nm波長(zhǎng)范圍的直接光i普透射率^f氐于2%。
該Si02反射層基于基體材料優(yōu)選由"物種特異性(Arteigenheit)"的 材料制成。這里"物種特異性"意指，該玻璃料的Si02含量與該基體的 Si02含量的差別最大為1重量％，優(yōu)選最大為0.1重量％。通過(guò)使用"物 種特異性的材料"一方面可使構(gòu)件的石英玻璃和反射層之間有盡可能基 本相似的熱膨脹系數(shù)，并由此產(chǎn)生特別好的粘附性。
本發(fā)明的石英玻璃構(gòu)件的一些有利擴(kuò)展由從屬權(quán)利要求列出。只要 在從屬權(quán)利要求中列出的構(gòu)件的擴(kuò)展等效于在從屬權(quán)利要求中對(duì)本發(fā) 明方法所述的工序，則為補(bǔ)充i^明可參閱對(duì)相應(yīng)方法權(quán)利要求的上述i侖 述。下面詳述在其余從屬權(quán)利要求中所述的本發(fā)明石英玻璃構(gòu)件的實(shí)施 方案。
在本發(fā)明的石英玻璃構(gòu)件的一個(gè)有利實(shí)施方案中，該基體被配置為 容納輻射發(fā)射體的石英玻璃殼體。
該石英玻璃殼體包封輻射發(fā)射體如加熱螺旋燈絲、碳帶或發(fā)出輻射
的充氣體，同時(shí)一部分殼體還具有漫反射性Si02反射層。在背向輻射發(fā) 射體的殼體外側(cè)提供有Si02覆層，以致避免殼體內(nèi)的輻射發(fā)射體或氣氛 受損。
該Si02反射層在1000nm-2000 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射系數(shù)至少為 0.6，優(yōu)選至少為0.8。
反射系數(shù)意指該垂直于反射體入射的輻射與反射的輻射的強(qiáng)度比。 Ulbricht球適用于測(cè)定漫反射輻射。
在使用合成的高純Si02原料時(shí)也產(chǎn)生在UV-波長(zhǎng)范圍內(nèi)的高反射度。
下面用實(shí)施例和附圖詳述本發(fā)明。附圖中以示意圖表示。


圖1示出用于處理晶片的反應(yīng)器正視圖，該晶片的外壁由不透明的 石英玻璃層形成。
圖2示出用于光學(xué)輻射體的石英玻璃殼管，其圓柱形外殼面覆蓋不 透明石英玻璃的反射層。
圖3示出圖1和2中所示反射層的反射曲線。
圖1示出拱形反應(yīng)器1的縱截面示意圖，如在半導(dǎo)體制備中用于蝕
刻工藝或CVD工藝。
該反應(yīng)器1由透明石英玻璃的拱形基體2組成，該基體具有由不透 明石英玻璃制成的外層3,在其底部配置有不透明石英玻璃制成的法蘭 5。
該石英玻璃反應(yīng)器的外徑為420 mm,高為800 mm和壁厚為4 mm。 外層3是由熱噴霧制成，其在下面還要詳細(xì)說(shuō)明。外層3的厚度約為350 pm。其在寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有高的漫反射，并與金反射層相反，如果用感 應(yīng)加熱，其也可用于反應(yīng)器l上。而金反射層會(huì)由結(jié)合進(jìn)入的能量立即 分解。
在該應(yīng)用中特別取決于IR反射特性，因?yàn)闊岵粦?yīng)向外輻射，而要保 持在反應(yīng)器l的內(nèi)部，以減小周圍裝置部件的能耗和熱負(fù)荷，并在反應(yīng) 器1內(nèi)部達(dá)到盡可能均勻的溫度分布。
下面將示例性詳述按本發(fā)明方法制備外層3。
該基體2的涂層基底經(jīng)噴砂并接著經(jīng)30。/。的氫氟酸凈化以去除其它 表面雜質(zhì)，特別是堿金屬化合物和堿土金屬化合物。
由合成的Si02制成粉末，該粉末由平均粒度約50 pm的球狀無(wú)定形 Si02初級(jí)顆粒組成。該Si02初級(jí)顆粒與2重量Q/。的氮化硅粉末(a-Si3N4) 混合，并分散于去離子水中。經(jīng)調(diào)節(jié)為升重量為1310g和粘度為150 mPas后，將該懸浮體用通常的噴霧干燥器離心霧化。由此得到球形Si02 噴霧粒，其粒度分布的特征為，D5o值為32pm,孔體積為0.6g/l以及 平均孔半徑約為20 nm。經(jīng)在40(TC下干燥后將該顆粒加熱到800。C以熱 固化。
該顆粒在含Ar-H2等離子體和等離子體功率為45 kW的真空等離子體噴霧裝置中在基體2上加工成不透明外層3。該混入的Si3N4經(jīng)分解成 Si02和含氮?dú)怏w，該氣體部分嵌入顆粒中，并防止顆粒的致密化燒結(jié)和 透明性。如此制得的孔隙度對(duì)該制得的外層3的漫反射起決定性作用。
圖2示意性示出用于UV-波長(zhǎng)范圍的Excimer-輻射器的殼管20的徑 向橫截面。該殼管20的主輻射方向在實(shí)施例中是向下，并且是通過(guò)箭 頭21表示。在殼管20的背向主輻射方向21的上側(cè)22上形成厚度約為 1 mm的呈不透明涂層23形式的反射層，其制備在下面詳述。
該殼管20的層基底經(jīng)噴砂，接著經(jīng)30%的氫氟酸凈化以去除表面雜 質(zhì)，特別是堿金屬化合物和堿土金屬化合物。
該粉末混合物由合成的Si02制備，該顆粒由具有雙峰粒度分布的球 狀無(wú)定形的Si02顆粒組成。該粉末的50重量％由中值粒度約為15 pm 的Si02顆粒組成和50重量％由中值粒度約為40 pm的Si02顆粒組成。 該粉末混合物在使用乙炔-氧燃燒混合物下通過(guò)燃燒火焰噴霧在殼管20 的表面22上施加為不透明層23。該殼管的表面離噴霧噴嘴約150 mm。
圖3示出按實(shí)施例2 (圖2)制備的呈不透明的S i O 2不透明層形式的漫 反射體在波長(zhǎng)范圍200-2800 nm中的反射特性。圖的y-軸是相對(duì)于 "Spektralon"漫反射的反射度"R"(。/c))， x-軸是工作輻射的波長(zhǎng)X(nm)。該 反射測(cè)定用Ulbricht球進(jìn)行。
曲線31表明350 pm厚的不透明的Si02不透明層的反射曲線，與石 英玻璃基體上的1 mm厚度的金層的反射曲線(曲線32)作比較。由此可 看出，由未摻雜的Si02組成的Si02不透明層在約200-2100 nm波長(zhǎng)范 圍內(nèi)具有大于80%的大致均勻的反射度R。在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)的漫反射總 是比現(xiàn)在用的金涂層的漫反射更高(還要注意，金涂層還產(chǎn)生部分鏡面反 射》在200 nm處的Si02不透明層的漫反射高于所用的比較標(biāo)準(zhǔn) (Spektralon),和預(yù)計(jì)對(duì)更短波長(zhǎng)的VUV-范圍也出現(xiàn)該情況。但是對(duì) VUV-范圍尚無(wú)確立的測(cè)量漫反射的方法。
在低UV-范圍的高反射開(kāi)啟了在UV-燈中應(yīng)用圖2構(gòu)件的可能性， 如在UV-滅菌領(lǐng)域中的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于制備具有反射層的石英玻璃構(gòu)件的方法，其中在石英玻璃基體的至少部分表面上產(chǎn)生起漫反射體作用的石英玻璃反射層，其特征在于，通過(guò)熱噴霧產(chǎn)生該反射層，其中將SiO2微粒輸送到能量載體中，借助該能量載體初熔或熔化并沉積于該基體上。
2. 上述方法權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該反射層通過(guò)等離 子體噴霧產(chǎn)生，其中使用等離子體輻射或激光光束作為能量載體。
3. 權(quán)利要求l的方法，其特征在于，該反射層通過(guò)火焰噴霧產(chǎn)生， 其中使用電弧或燃?xì)?氧火焰作為能量載體。
4. 上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該Si02微粒的粒度至多 為最大200 pm,優(yōu)選最大100nm,其中粒度為lpm-60 pm的Si02微 粒占最大體積比例。
5. 權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該Si02微粒的粒度分布的特征 是D5o值小于50 pm，優(yōu)選小于40pm，特別優(yōu)選小于30pm。
6. 上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該Si02微粒的至少1/3 經(jīng)配置為球形。
7. 上述方法權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該Si02微粒呈粒子 形式輸送到能量載體中，其中該Si02微粒聚集成尺寸為2-300 但 優(yōu)選為小于100 nm的粒子。
8. 上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該Si02微粒中的Si02 含量至少是99.9重量％。
9. 上述方法權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，產(chǎn)生層厚為50pm -3000 (im,優(yōu)選100pm -800 pm的反射層。
10. 上述方法權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，施加多個(gè)相繼的層 以制備反射層。
11. 上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，Si02微粒中提供有摻雜 劑，或向能量載體中除輸送無(wú)定形Si02微粒外還輸送摻雜劑。
12. 權(quán)利要求ll的方法，其特征在于，使用在高溫下是揮發(fā)性的摻 雜劑。
13. 權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于，使用選自Zr02、 A1203、 ZrSi04、稀土金屬的氧化物、碳化物或氮化物、SiC和Si3N4中的一種或 多種化合物作為摻雜劑。
14. 上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該Si02微粒是無(wú)定形的。
15. 上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該Si02微粒由含硅前 體化合物產(chǎn)生，優(yōu)選由還含有氮的前體化合物產(chǎn)生。
16. 上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在含氮?dú)怏w，特別是有 NH3或N20存在的條件下進(jìn)行熱噴霧。
17. —種具有反射層的石英玻璃構(gòu)件，其包括石英玻璃基體，該石英 玻璃基體的表面至少部分由起漫反射體作用的Si02反射層所覆蓋，其特 征在于，該Si02反射層由熱噴霧制備并形成起不透明作用的層。
18. 權(quán)利要求17的構(gòu)件，其特征在于，該Si02反射層的Si02含量至 少是99.9重量％。
19. 權(quán)利要求17或18的構(gòu)件，其特征在于，該反射層的層厚為50|iim -3000優(yōu)選100pm -800 ]um。
20. 權(quán)利要求17-19之一的構(gòu)件，其特征在于，該反射層由多個(gè)相繼 的層形成。
21. 權(quán)利要求17-20之一的構(gòu)件，其特征在于，該Si02反射層含至少 一種摻雜劑，該摻雜劑在石英玻璃中于紫外、可見(jiàn)光或紅外光諳區(qū)產(chǎn)生 光學(xué)吸收
22. 權(quán)利要求17-21之一的構(gòu)件，其特征在于，該Si02反射層含選自 Zr02、 A1203、 ZrSi04、稀土金屬的氧化物、碳化物或氮化物、SiC和Si3N4 中的至少一種摻雜劑。
23. 權(quán)利要求22的構(gòu)件，其特征在于，該摻雜劑含于分開(kāi)的各層中 或以摻雜劑的濃度梯度含于各層中。
24. 權(quán)利要求17-23之一的構(gòu)件，其特征在于，該基體被配置成容納 輻射發(fā)射體的石英玻璃殼體。
25. 權(quán)利要求17-24之一的構(gòu)件，其特征在于，該SK)2反射層在1000 nm-2000nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射系數(shù)至少為0.6,優(yōu)選至少為0.8。
26. 權(quán)利要求17-25之一的構(gòu)件，其特征在于，該Si02反射層由合成 的Si02制成。
27. 權(quán)利要求17-26之一的構(gòu)件，其特征在于，該Si02反射層至少在 近表面區(qū)含有氮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備具有反射層的石英玻璃構(gòu)件的方法，其中在石英玻璃基體的至少部分表面上產(chǎn)生起漫反射體作用的石英玻璃反射層。為由此得出一種使得可在石英玻璃構(gòu)件上以廉價(jià)和可再現(xiàn)性地制備均勻的SiO₂反射層，本發(fā)明提出通過(guò)熱噴霧制備反射層，其中將SiO₂微粒加到能量載體中，通過(guò)能量載體初熔或熔化并淀積在基體上。在按本方法制得的石英玻璃構(gòu)件中，該SiO₂反射層是經(jīng)熱噴霧產(chǎn)生并配置成不透明的層，該層的特征是無(wú)裂紋和均勻性。
文檔編號(hào)C03C17/25GK101568497SQ200780047889
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者J·韋伯, R·格哈特, W·沃德克 申請(qǐng)人:赫羅伊斯石英玻璃股份有限兩合公司