本申請(qǐng)涉及光學(xué)石英玻璃制造，尤其涉及一種沉積裝置、沉積方法以及石英玻璃。

背景技術(shù)：

1、目前石英玻璃的制造通常采用單燈立式化學(xué)氣相沉積工藝技術(shù)制造，以高純四氯化硅或合成硅烷和氫氣、氧氣為原料，通過在反應(yīng)室進(jìn)行高溫氣相反應(yīng)制備而成。其中，原料氣反應(yīng)生成的二氧化硅微粒會(huì)沉淀在沉積靶面上，同時(shí)氫氧燃料產(chǎn)生的高溫可將二氧化硅微粒進(jìn)行熔制形成石英玻璃。然而使用該工藝最大可制得直徑約700mm石英砣且該石英砣結(jié)構(gòu)的透光均勻性較差，無法滿足大尺寸高透光均勻性石英玻璃的生產(chǎn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決無法生產(chǎn)大直徑高均勻性的石英玻璃的問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種可以生產(chǎn)大直徑高均勻性的沉積裝置、沉積方法以及石英玻璃。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種沉積裝置，包括爐體、沉積組件、支撐組件、主噴燈和多組輔助噴燈。所述爐體具有進(jìn)風(fēng)通道和排風(fēng)通道。所述沉積組件位于所述爐體內(nèi)，所述沉積組件用于容置待沉積液。所述支撐組件支撐所述沉積組件，所述支撐組件具有限定出的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，所述支撐組件可繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。所述主噴燈連接于所述爐體，所述主噴燈具有第一噴射方向，所述第一噴射方向平行于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所在方向。沿所述主噴燈的徑向，多組所述輔助噴燈依次間隔地圍設(shè)于所述主噴燈的外周，多組所述輔助噴燈中的每組所述輔助噴燈設(shè)置有多個(gè)輔助噴燈，同一組的多個(gè)所述輔助噴燈環(huán)繞所述主噴燈設(shè)置，所述輔助噴燈具有第二噴射方向，所述第二噴射方向與所述第一噴射方向之間具有夾角θ，10°≤θ≤15°。

3、可以理解的是，沉積裝置中設(shè)置多個(gè)輔助噴燈并與主噴燈之間設(shè)置有夾角，使得后續(xù)反應(yīng)生成的二氧化硅微粒在進(jìn)行處理過后的產(chǎn)品能夠達(dá)到較高的光學(xué)均勻性，并具有較大的尺寸。支撐組件轉(zhuǎn)動(dòng)以使與其連接的沉積組件同樣轉(zhuǎn)動(dòng)，如此使得待沉積液均勻落入沉積組件中，能夠較好地進(jìn)行沉積。

4、于一實(shí)施例中，所述主噴燈設(shè)有第一空腔、第二空腔、第三空腔、第一通道、第二通道和第三通道，所述第一空腔供第一氣體流通，所述第二空腔供第二氣體流通，所述第三空腔供所述第一氣體與所述第二氣體的混合氣體流通，所述第一通道供攜帶含硅化合物的原料氣體流通，所述第二通道供所述第一氣體流通，所述第三通道供所述第一氣體流通。

5、于一實(shí)施例中，所述沉積組件包括沉積基底和擋板，所述沉積基底表面上具有沉積靶面，所述待沉積液在所述沉積靶面上進(jìn)行沉積。

6、所述擋板圍繞所述沉積基底設(shè)置，所述沉積基底與所述擋板形成沉積池，所述待沉積液在所述沉積池內(nèi)進(jìn)行沉積。

7、于一實(shí)施例中，所述支撐組件包括支撐件，所述支撐件支撐所述沉積基底，所述支撐件可帶動(dòng)所述沉積基底沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所在方向移動(dòng)。

8、本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種沉積方法，使用如上所述的沉積裝置進(jìn)行沉積，其包括如下步驟：

9、預(yù)熱所述爐體至第一溫度。

10、打開所述爐體的進(jìn)風(fēng)通道和排風(fēng)通道，并構(gòu)建循環(huán)氣流場。

11、控制所述支撐組件轉(zhuǎn)動(dòng)。

12、待所述爐體內(nèi)的溫度升溫至第二溫度，通過所述主噴燈和所述輔助噴燈向所述爐體內(nèi)輸送攜帶含硅化合物的原料氣體和第一混合氣體，所述含硅化合物反應(yīng)生成二氧化硅微粒且沉積于所述沉積組件內(nèi)。

13、控制所述支撐組件向遠(yuǎn)離所述主噴燈的一側(cè)移動(dòng)。

14、可以理解的是，采用該沉積方法制成的產(chǎn)品能夠具有較大的尺寸，同時(shí)獲得較高的光學(xué)均勻性，可以滿足米級(jí)石英玻璃的生產(chǎn)需求。

15、于一實(shí)施例中，預(yù)熱所述爐體至第一溫度時(shí)，向所述主噴燈內(nèi)通入第一氣體和第二氣體并使二者燃燒，其中，所述第一氣體流速為100~500l/min，所述第二氣體流速為80~300l/min。

16、并向所述輔助噴燈內(nèi)通入所述第一氣體和所述第二氣體并使二者燃燒，其中，所述第一氣體流速為40~160l/min，所述第二氣體流速為100~300l/min。

17、使所述爐體的爐內(nèi)溫度在20~30小時(shí)范圍內(nèi)升至所述第一溫度，所述第一溫度為1000~1300℃。

18、于一實(shí)施例中，所述第二溫度為1300~1400℃，之后以40~80g/min的流速向所述主噴燈和所述輔助噴燈中通入所述原料，并向所述主噴燈和所述輔助噴燈中通入第一混合氣體，其中，通入所述第二氣體和所述第一氣體的流速比例范圍為(1.6~1.95):1。

19、于一實(shí)施例中，所述支撐組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速為12~20r/min。

20、于一實(shí)施例中，所述支撐組件向遠(yuǎn)離所述主噴燈的一側(cè)移動(dòng)的速度為2~5mm/h。

21、本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種石英玻璃，采用如上所述的沉積方法沉積產(chǎn)生的產(chǎn)品加工而成。

22、可以理解的是，該石英玻璃由上述沉積方法形成石英玻璃砣再進(jìn)行加工而成，可具有較大的尺寸，同時(shí)擁有高光學(xué)均勻性。

技術(shù)特征：

1.一種沉積裝置，其特征在于，所述沉積裝置包括：

2.如權(quán)利要求1所述的沉積裝置，其特征在于，所述主噴燈設(shè)有第一空腔、第二空腔、第三空腔、第一通道、第二通道和第三通道；所述第一空腔供第一氣體流通，所述第二空腔供第二氣體流通，所述第三空腔供所述第一氣體與所述第二氣體的混合氣體流通，所述第一通道供攜帶含硅化合物的原料氣體流通，所述第二通道供所述第一氣體流通，所述第三通道供所述第一氣體流通。

3.如權(quán)利要求1所述的沉積裝置，其特征在于，所述沉積組件包括沉積基底和擋板，所述沉積基底表面上具有沉積靶面，所述待沉積液在所述沉積靶面上進(jìn)行沉積；

4.如權(quán)利要求3所述的沉積裝置，其特征在于，所述支撐組件包括支撐件，所述支撐件支撐所述沉積基底，所述支撐件可帶動(dòng)所述沉積基底沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所在方向移動(dòng)。

5.一種沉積方法，使用如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的沉積裝置進(jìn)行沉積，其特征在于，所述沉積方法包括如下步驟：

6.如權(quán)利要求5所述的沉積方法，其特征在于，預(yù)熱所述爐體至第一溫度時(shí)，向所述主噴燈內(nèi)通入第一氣體和第二氣體并使二者燃燒，其中，所述第一氣體流速為100~500l/min，所述第二氣體流速為80~300l/min；

7.如權(quán)利要求6所述的沉積方法，其特征在于，所述第二溫度為1300~1400℃，之后以40~80g/min的流速向所述主噴燈和所述輔助噴燈中通入所述原料，并向所述主噴燈和所述輔助噴燈中通入第一混合氣體，其中，通入所述第二氣體和所述第一氣體的流速比例范圍為(1.6~1.95):1。

8.如權(quán)利要求5所述的沉積方法，其特征在于，所述支撐組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速為12~20r/min。

9.如權(quán)利要求5所述的沉積方法，其特征在于，所述支撐組件向遠(yuǎn)離所述主噴燈的一側(cè)移動(dòng)的速度為2~5mm/h。

10.一種石英玻璃，其特征在于，采用如權(quán)利要求5所述的沉積方法沉積產(chǎn)生的產(chǎn)品加工而成。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┏练e裝置、沉積方法以及石英玻璃。沉積裝置包括爐體、沉積組件、支撐組件、主噴燈和多組輔助噴燈。爐體具有進(jìn)風(fēng)通道和排風(fēng)通道。支撐組件具有限定出的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，支撐組件可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。主噴燈具有第一噴射方向，第一噴射方向平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所在方向。輔助噴燈具有第二噴射方向，第二噴射方向與第一噴射方向之間具有夾角θ，10°≤θ≤15°。沉積方法包括如下步驟：預(yù)熱爐體至第一溫度。打開爐體的進(jìn)風(fēng)通道和排風(fēng)通道。控制支撐組件轉(zhuǎn)動(dòng)。待爐體內(nèi)的溫度升溫至第二溫度，向爐體內(nèi)輸送攜帶含硅化合物的原料氣體和第一混合氣體?？刂浦谓M件向遠(yuǎn)離主噴燈的一側(cè)移動(dòng)。石英玻璃采用如上所述的沉積方法沉積產(chǎn)生的產(chǎn)品加工而成。

技術(shù)研發(fā)人員：馬祥,沈一春,錢宜剛,湯明明,王婷,程立
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南通晶體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9