JPH0517172B2 - - Google Patents
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- JPH0517172B2 JPH0517172B2 JP61312770A JP31277086A JPH0517172B2 JP H0517172 B2 JPH0517172 B2 JP H0517172B2 JP 61312770 A JP61312770 A JP 61312770A JP 31277086 A JP31277086 A JP 31277086A JP H0517172 B2 JPH0517172 B2 JP H0517172B2
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- quartz glass
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/10—Melting processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/20—Wet processes, e.g. sol-gel process
- C03C2203/24—Wet processes, e.g. sol-gel process using alkali silicate solutions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/20—Wet processes, e.g. sol-gel process
- C03C2203/26—Wet processes, e.g. sol-gel process using alkoxides
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は石英ガラスの製造方法、特には高純度
で天然石英ガラスと同等の耐熱性を有する、した
がつて半導体工業における熱処理用治具として有
用とされる石英ガラスの製造方法に関するもので
ある。 （従来の技術） 高純度石英ガラスの製造については天然水晶を
洗浄選別で精製するか、得られた天然石英ガラス
を電気分解する方法（国際公開特許W086／02919
参照）、あるいは四塩化けい素などのけい素化合
物を酸水素炎やプラズマ炎で加水分解や熱分解さ
せてシリカを作り、これを溶融ガラス化する方法
が知られている。 しかし、この天然水晶を始発材とするものはま
すます集積度が増加してきている半導体工業用と
しては純度がわるく、けい素化合物を始発材とす
る合成石英ガラスは多量のOH基を含有するため
に高温での寸法安定性に問題があるし、非常に高
価であるという不利がある。 そのため、この高純度石英ガラスの製造方法に
ついては金属アルコキシドのアルコール溶液ある
いは水ガラスのような無機けい酸塩からゲルを作
り、ついでこれを焼成して透明なシリカガラスを
作るという、いわゆるゾルーゲル法が提案されて
おり、これによれば不純物量が天然石英ガラスに
くらべて1/10〜1/100でガラスとしての均質性も
よく、さらには合成石英ガラスにくらべてエネル
ギーコストが著しく小さいので安価に石英ガラス
を得ることができるという利便性が与えられるけ
れども、これには製造工程での温度コントロール
を精密に行なわないと得られる石英ガラスにクラ
ツクが生じるほか焼成温度以上で使用すると発泡
するという不利な点があり、この対策が問題視さ
れている。 （発明の構成） 本発明はこのような不利を解決した石英ガラス
の製造方法に関するものであり、これは金属アル
コキシドまたは無機けい酸塩を原料としてゾルー
ゲル法で製造した非晶質二酸化けい素を加熱して
β−クリストバライトとし、ついでこのものを冷
却してα−クリストバライト粉末に転移させたの
ち、溶融ガラス化して石英ガラスとすることを特
徴とするものである。 すなわち、本発明者らは公知のゾルーゲル法に
おける不利を解決する方法について種々検討した
結果、従来公知のゾルーゲル法にしたがつて金属
アルコキシドのアルコール溶液または水ガラスの
ような無機けい酸塩の水溶液から非晶質二酸化け
い素を製造したのち、これを加熱してβ−クリス
トバライトとし、ついで冷却するとこれがα−ク
リストバライト粉末となるので、これを溶融して
ガラス化すれば高純度で耐熱性のよい石英ガラス
が電気分解のような後処理を必要とせずに容易に
得られることを見出すと共に、こゝに得られるβ
−クリストバライトを得るための加熱方法、α−
クリストバライト粉末の純化方法などについての
研究を進めて本発明を完成した。 本発明の方法はまず、金属アルコキシドまたは
無機けい酸塩から非晶質二酸化けい素を製造する
のであるが、これは公知のゾルーゲル法で行えば
よい。このゾルーゲル法は例えばテトラエトキシ
シラン〔Si（OC2H5）4〕のような金属アルコキシ
ドの水とエチルアルコールとの混合液または水ガ
ラスのような無機けい酸塩の水溶液を加温下で寒
天状にゾル化したのち、これを加熱してアルコー
ル、水を追い出して乾燥ゲルとして二酸化けい素
を得るものであるが、この方法によれば二酸化け
い素は非晶質のものとして取得される。 本発明の方法はついでこの公知のゾルーゲル法
で得た非晶質二酸化けい素を加熱処理してβ−ク
リストバライトとするものであり、この加熱はβ
−クリストバライトの融点である1723℃以下で行
われる必要があるが、特にはβ−クリストバライ
トへの転移速度が最大となる1630℃で行なうこと
が好ましい。例えばこの非晶質二酸化けい素はこ
れを1630℃で30時間加熱すると完全にβ−クリス
トバライトとなる。さらにこのβ−クリストバラ
イトへの転移はこれをナトリウム、カリウムなど
のアルカリ金属の水酸化物などのようなアルカリ
成分の存在下で行なうと上述のアルカリ成分無添
加の場合にくらべて10〜100倍の転移速度が1000
〜1200℃のような低温で達成される。例えば
NaOHの存在下に1200℃に加熱すれば非晶質二
酸化けい素を３時間でβ−クリストバライトとす
ることができる。 本発明の方法ではこのようにして得たβ−クリ
ストバライトはついでα−クリストバライト粉末
とされるのであるが、このクリストバライトが高
温ではβ−クリストバライトとして存在するが低
温ではα−クリストバライトとなるので、このα
−クリストバライトへの転移は上記のように加熱
によつて得られたβ−クリストバライトを単に常
温まで冷却するだけで達成される。この冷却によ
つてα−クリストバライトに転移するときに急激
に体積収縮を起し、クラツクが発生するので粉末
状のα−クリストバライトが容易に取得される。
この場合に始発材としての非晶質二酸化けい素が
ある粒度以下のものであるとクラツクが発生する
ことなく単に粒子が収縮するのみでより細かく粉
砕されることがない。このため得られるα−クリ
ストバライト粉末は後の溶融ガラス化にとつて不
都合な微粉末を含まない適度な粒度分布をもつた
ものとして得られる。具体的には325メツシユ上
であることが好ましい。上述のβ−クリストバラ
イトからα−クリストバライトへの転移により生
じるクラツク発生のために通常得られるα−クリ
ストバライト粉末は９メツシユ下のものとなる。
このものはすべて真空溶融や酸水素炎溶融によつ
て石英ガラスとすることができるが、高純度石英
ガラスを得るためには粗すぎると好ましくない。
すなわち、アルカリを添加してクリストバライト
化し、後に純化する場合粗い粒子に対しては純化
効果が不充分となるからである。具体的には32メ
ツシユ下であると純化効果が良好である。 要するに泡を含まず高純度の石英ガラスの製造
には32メツシユ下325メツシユ上のα−クリスト
バライト粉末が最も好ましいものである。 本発明の方法による石英ガラスの製造はこのよ
うにして得たα−クリストバライト粉末を溶融ガ
ラス化することによつて行われるが、β−クリス
トバライトを製造するときにアルカリ成分の存在
下に行われるとこのアルカリ成分が残存している
ので、このようなものは予めこれを純化処理して
おくことがよく、したがつてこのものは溶融ガラ
ス化に先立つて、フツ酸、塩酸、硝酸などのよう
な酸でその表面を洗浄するか、大気中で1500℃程
度にに加熱するかハロゲンガス雰囲気中で1300℃
程度に加熱処理しておくことがよい。 このように純化処理されたα−クリストバライ
ト粉末の溶融ガラス化はこのα−クリストバライ
ト粉末をその融点である1723℃以上の温度に加熱
すればよいが、これは酸水素炎溶融とするか電気
溶融とすればよい。なお、上記で得た非晶質二酸
化けい素をクリストバライトとせずに直接酸水素
炎溶融するとこの粒子は非晶質であるので含まれ
る吸蔵ガスが多く泡のある石英ガラスしか得られ
ない。特に電気溶融の場合には吸蔵ガスに起因す
る泡の発生が問題となる。酸水素炎溶融の場合に
は堆積速度（成長速度）を遅くすれば泡の少ない
石英ガラスを得ることができるが、火炎より導入
されるOH基が増大するため得られる石英ガラス
は十分な耐熱性を持つものとならない。 しかし、本発明の方法によればOH基含有量が
少なく、しかも泡の少ないシリカガラスを容易に
得ることができるという工業的な有利性が与えら
れる。 本発明の方法は上記したように金属アルコキシ
ドまたは水ガラスのような無機けい酸塩からゾル
ーゲル法で非晶質二酸化けい素を作り、ついでこ
れをβ−クリストバライトとしたのち、α−クリ
ストバライト粉末としてから溶融ガラス化して石
英ガラスを得るものであるが、これによれば非晶
質二酸化けい素が溶融に先立つて、結晶欠陥や吸
蔵ガスや水分のないほとんど化学量論組成の結晶
とされるので高粘度で泡のない石英ガラスを得る
ことができる。 同時に化学量論組成の結晶は不純物を含有し難
いためクリストバライト化により純化効果も期待
できる。 つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例 １ テトラエトキシシラン（Si（OC2H5）4）１モル
に対して、0.01規定のアンモニア水を３モル、メ
タノール４モルの比率で混合撹拌してゾル液を作
り、このゾルをプラスチツクビーカーに注入し恒
温槽にて60℃の条件で100時間放置したのち、電
気炉中で昇温スピード200℃／ｈで1100℃まで昇
温し同温度で２時間加熱保持したところ、粉末状
の非晶質二酸化けい素が得られた。これを合成石
英ガラス製のボールミルで粉砕した後、ナイロン
製のフルイで分級し325メツシユ上32メツシユ下
の粉末（サンプル１）を得た。 ついで、この粉末を0.5％NaOH水溶液に浸漬
後瀘過し、100℃で乾燥することにより微量のNa
が均一に残存している粉末を得た。この粉末を電
気炉中で1200℃10時間加熱してβ−クリストバラ
イト化させ、ついで室温まで冷却してα−クリス
トバライト粉末とした。これを分級して325メツ
シユ上32メツシユ下の粉末（サンプル２）を得
た。この粉末を0.1規定のHNO3で浸漬洗浄した
後、塩素ガスと塩化水素との１：２モル比の混合
ガス気流中で1150℃において10時間加熱して脱ア
ルカリを行つたのち、再び分級して325メツシユ
上32メツシユ下の粉末（サンプル３）を得た。 つぎにこのようにして得たサンプル１〜３およ
び比較のため粒度が32メツシユ下325メツシユ上
の天然水晶粉（サンプル４）、合成石英ガラス粉
（サンプル５）を真空雰囲気の電気炉で1750℃で
１時間溶融してガラス塊を作り、このガラスの気
泡の状態とNa含有量をしらべたところ、第１表
に示したとおりの結果が得られた。
で天然石英ガラスと同等の耐熱性を有する、した
がつて半導体工業における熱処理用治具として有
用とされる石英ガラスの製造方法に関するもので
ある。 （従来の技術） 高純度石英ガラスの製造については天然水晶を
洗浄選別で精製するか、得られた天然石英ガラス
を電気分解する方法（国際公開特許W086／02919
参照）、あるいは四塩化けい素などのけい素化合
物を酸水素炎やプラズマ炎で加水分解や熱分解さ
せてシリカを作り、これを溶融ガラス化する方法
が知られている。 しかし、この天然水晶を始発材とするものはま
すます集積度が増加してきている半導体工業用と
しては純度がわるく、けい素化合物を始発材とす
る合成石英ガラスは多量のOH基を含有するため
に高温での寸法安定性に問題があるし、非常に高
価であるという不利がある。 そのため、この高純度石英ガラスの製造方法に
ついては金属アルコキシドのアルコール溶液ある
いは水ガラスのような無機けい酸塩からゲルを作
り、ついでこれを焼成して透明なシリカガラスを
作るという、いわゆるゾルーゲル法が提案されて
おり、これによれば不純物量が天然石英ガラスに
くらべて1/10〜1/100でガラスとしての均質性も
よく、さらには合成石英ガラスにくらべてエネル
ギーコストが著しく小さいので安価に石英ガラス
を得ることができるという利便性が与えられるけ
れども、これには製造工程での温度コントロール
を精密に行なわないと得られる石英ガラスにクラ
ツクが生じるほか焼成温度以上で使用すると発泡
するという不利な点があり、この対策が問題視さ
れている。 （発明の構成） 本発明はこのような不利を解決した石英ガラス
の製造方法に関するものであり、これは金属アル
コキシドまたは無機けい酸塩を原料としてゾルー
ゲル法で製造した非晶質二酸化けい素を加熱して
β−クリストバライトとし、ついでこのものを冷
却してα−クリストバライト粉末に転移させたの
ち、溶融ガラス化して石英ガラスとすることを特
徴とするものである。 すなわち、本発明者らは公知のゾルーゲル法に
おける不利を解決する方法について種々検討した
結果、従来公知のゾルーゲル法にしたがつて金属
アルコキシドのアルコール溶液または水ガラスの
ような無機けい酸塩の水溶液から非晶質二酸化け
い素を製造したのち、これを加熱してβ−クリス
トバライトとし、ついで冷却するとこれがα−ク
リストバライト粉末となるので、これを溶融して
ガラス化すれば高純度で耐熱性のよい石英ガラス
が電気分解のような後処理を必要とせずに容易に
得られることを見出すと共に、こゝに得られるβ
−クリストバライトを得るための加熱方法、α−
クリストバライト粉末の純化方法などについての
研究を進めて本発明を完成した。 本発明の方法はまず、金属アルコキシドまたは
無機けい酸塩から非晶質二酸化けい素を製造する
のであるが、これは公知のゾルーゲル法で行えば
よい。このゾルーゲル法は例えばテトラエトキシ
シラン〔Si（OC2H5）4〕のような金属アルコキシ
ドの水とエチルアルコールとの混合液または水ガ
ラスのような無機けい酸塩の水溶液を加温下で寒
天状にゾル化したのち、これを加熱してアルコー
ル、水を追い出して乾燥ゲルとして二酸化けい素
を得るものであるが、この方法によれば二酸化け
い素は非晶質のものとして取得される。 本発明の方法はついでこの公知のゾルーゲル法
で得た非晶質二酸化けい素を加熱処理してβ−ク
リストバライトとするものであり、この加熱はβ
−クリストバライトの融点である1723℃以下で行
われる必要があるが、特にはβ−クリストバライ
トへの転移速度が最大となる1630℃で行なうこと
が好ましい。例えばこの非晶質二酸化けい素はこ
れを1630℃で30時間加熱すると完全にβ−クリス
トバライトとなる。さらにこのβ−クリストバラ
イトへの転移はこれをナトリウム、カリウムなど
のアルカリ金属の水酸化物などのようなアルカリ
成分の存在下で行なうと上述のアルカリ成分無添
加の場合にくらべて10〜100倍の転移速度が1000
〜1200℃のような低温で達成される。例えば
NaOHの存在下に1200℃に加熱すれば非晶質二
酸化けい素を３時間でβ−クリストバライトとす
ることができる。 本発明の方法ではこのようにして得たβ−クリ
ストバライトはついでα−クリストバライト粉末
とされるのであるが、このクリストバライトが高
温ではβ−クリストバライトとして存在するが低
温ではα−クリストバライトとなるので、このα
−クリストバライトへの転移は上記のように加熱
によつて得られたβ−クリストバライトを単に常
温まで冷却するだけで達成される。この冷却によ
つてα−クリストバライトに転移するときに急激
に体積収縮を起し、クラツクが発生するので粉末
状のα−クリストバライトが容易に取得される。
この場合に始発材としての非晶質二酸化けい素が
ある粒度以下のものであるとクラツクが発生する
ことなく単に粒子が収縮するのみでより細かく粉
砕されることがない。このため得られるα−クリ
ストバライト粉末は後の溶融ガラス化にとつて不
都合な微粉末を含まない適度な粒度分布をもつた
ものとして得られる。具体的には325メツシユ上
であることが好ましい。上述のβ−クリストバラ
イトからα−クリストバライトへの転移により生
じるクラツク発生のために通常得られるα−クリ
ストバライト粉末は９メツシユ下のものとなる。
このものはすべて真空溶融や酸水素炎溶融によつ
て石英ガラスとすることができるが、高純度石英
ガラスを得るためには粗すぎると好ましくない。
すなわち、アルカリを添加してクリストバライト
化し、後に純化する場合粗い粒子に対しては純化
効果が不充分となるからである。具体的には32メ
ツシユ下であると純化効果が良好である。 要するに泡を含まず高純度の石英ガラスの製造
には32メツシユ下325メツシユ上のα−クリスト
バライト粉末が最も好ましいものである。 本発明の方法による石英ガラスの製造はこのよ
うにして得たα−クリストバライト粉末を溶融ガ
ラス化することによつて行われるが、β−クリス
トバライトを製造するときにアルカリ成分の存在
下に行われるとこのアルカリ成分が残存している
ので、このようなものは予めこれを純化処理して
おくことがよく、したがつてこのものは溶融ガラ
ス化に先立つて、フツ酸、塩酸、硝酸などのよう
な酸でその表面を洗浄するか、大気中で1500℃程
度にに加熱するかハロゲンガス雰囲気中で1300℃
程度に加熱処理しておくことがよい。 このように純化処理されたα−クリストバライ
ト粉末の溶融ガラス化はこのα−クリストバライ
ト粉末をその融点である1723℃以上の温度に加熱
すればよいが、これは酸水素炎溶融とするか電気
溶融とすればよい。なお、上記で得た非晶質二酸
化けい素をクリストバライトとせずに直接酸水素
炎溶融するとこの粒子は非晶質であるので含まれ
る吸蔵ガスが多く泡のある石英ガラスしか得られ
ない。特に電気溶融の場合には吸蔵ガスに起因す
る泡の発生が問題となる。酸水素炎溶融の場合に
は堆積速度（成長速度）を遅くすれば泡の少ない
石英ガラスを得ることができるが、火炎より導入
されるOH基が増大するため得られる石英ガラス
は十分な耐熱性を持つものとならない。 しかし、本発明の方法によればOH基含有量が
少なく、しかも泡の少ないシリカガラスを容易に
得ることができるという工業的な有利性が与えら
れる。 本発明の方法は上記したように金属アルコキシ
ドまたは水ガラスのような無機けい酸塩からゾル
ーゲル法で非晶質二酸化けい素を作り、ついでこ
れをβ−クリストバライトとしたのち、α−クリ
ストバライト粉末としてから溶融ガラス化して石
英ガラスを得るものであるが、これによれば非晶
質二酸化けい素が溶融に先立つて、結晶欠陥や吸
蔵ガスや水分のないほとんど化学量論組成の結晶
とされるので高粘度で泡のない石英ガラスを得る
ことができる。 同時に化学量論組成の結晶は不純物を含有し難
いためクリストバライト化により純化効果も期待
できる。 つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例 １ テトラエトキシシラン（Si（OC2H5）4）１モル
に対して、0.01規定のアンモニア水を３モル、メ
タノール４モルの比率で混合撹拌してゾル液を作
り、このゾルをプラスチツクビーカーに注入し恒
温槽にて60℃の条件で100時間放置したのち、電
気炉中で昇温スピード200℃／ｈで1100℃まで昇
温し同温度で２時間加熱保持したところ、粉末状
の非晶質二酸化けい素が得られた。これを合成石
英ガラス製のボールミルで粉砕した後、ナイロン
製のフルイで分級し325メツシユ上32メツシユ下
の粉末（サンプル１）を得た。 ついで、この粉末を0.5％NaOH水溶液に浸漬
後瀘過し、100℃で乾燥することにより微量のNa
が均一に残存している粉末を得た。この粉末を電
気炉中で1200℃10時間加熱してβ−クリストバラ
イト化させ、ついで室温まで冷却してα−クリス
トバライト粉末とした。これを分級して325メツ
シユ上32メツシユ下の粉末（サンプル２）を得
た。この粉末を0.1規定のHNO3で浸漬洗浄した
後、塩素ガスと塩化水素との１：２モル比の混合
ガス気流中で1150℃において10時間加熱して脱ア
ルカリを行つたのち、再び分級して325メツシユ
上32メツシユ下の粉末（サンプル３）を得た。 つぎにこのようにして得たサンプル１〜３およ
び比較のため粒度が32メツシユ下325メツシユ上
の天然水晶粉（サンプル４）、合成石英ガラス粉
（サンプル５）を真空雰囲気の電気炉で1750℃で
１時間溶融してガラス塊を作り、このガラスの気
泡の状態とNa含有量をしらべたところ、第１表
に示したとおりの結果が得られた。
【表】
分析した。
また、このサンプル１〜５についてはこれを酸
水素炎溶融法で溶融してガラス化し、このものに
ついての気泡の状態のOH基含有量および1150℃
での粘度をしらべたところ、第２表に示したとお
りの結果が得られた。
また、このサンプル１〜５についてはこれを酸
水素炎溶融法で溶融してガラス化し、このものに
ついての気泡の状態のOH基含有量および1150℃
での粘度をしらべたところ、第２表に示したとお
りの結果が得られた。
【表】
実施例 ２
組成成分がNa2O 10重量％、SiO2 29重量％、
H2O 61重量％であるJIS3号の水ガラスを蒸留水
で希釈しSiO2含有量が15重量％の水溶液500ｇを
用意し、これに１規定の塩酸を撹拌しながら添加
してゲル化させ、このゲルを100℃で50時間乾燥
したのち、不活性ガス雰囲気の電気炉で昇温スピ
ード200℃／ｈで1000℃まで昇温し同温で３時間
加熱して粉末状の非晶質二酸化けい素を作り、こ
の粉末をサンプル１と同様に粉砕分級して325メ
ツシユ上32メツシユ下の粉末（サンプル６）を得
た。 この粉末をサンプル２と同様にβ−クリストバ
ライト化させてから分級し、325メツシユ上32メ
ツシユ下のα−クリストバライト粉末（サンプル
７）を作り、このα−クリストバライト粉末をサ
ンプル３と同様に脱アルカリし、分級して325メ
ツシユ上32メツシユ下の粉末（サンプル８）を得
た。 また、この粉末を更に粉砕分級して、325メツ
シユ下の微粉末（サンプル９）を作つた。サンプ
ル８と同様であるが分級範囲が32メツシユ上９メ
ツシユ下の粉末（サンプル10）を作つた。 ついで上記したサンプル４にNaOH水溶液を
添加しないで、1600℃30時間加熱し冷却して、α
−クリストバライト化させたが、これは多孔質の
弱い焼結体であるので軽く粉砕した後325メツシ
ユ上32メツシユ下の粉末（サンプル11）を得た。 つぎにこのようにして得たサンプル６〜11を真
空雰囲気の電気炉で1750℃で１時間溶融してガラ
ス塊を作り、このガラスの泡の状態とNa含有量
をしらべたところ、第３表に示したとおりの結果
が得られた。
H2O 61重量％であるJIS3号の水ガラスを蒸留水
で希釈しSiO2含有量が15重量％の水溶液500ｇを
用意し、これに１規定の塩酸を撹拌しながら添加
してゲル化させ、このゲルを100℃で50時間乾燥
したのち、不活性ガス雰囲気の電気炉で昇温スピ
ード200℃／ｈで1000℃まで昇温し同温で３時間
加熱して粉末状の非晶質二酸化けい素を作り、こ
の粉末をサンプル１と同様に粉砕分級して325メ
ツシユ上32メツシユ下の粉末（サンプル６）を得
た。 この粉末をサンプル２と同様にβ−クリストバ
ライト化させてから分級し、325メツシユ上32メ
ツシユ下のα−クリストバライト粉末（サンプル
７）を作り、このα−クリストバライト粉末をサ
ンプル３と同様に脱アルカリし、分級して325メ
ツシユ上32メツシユ下の粉末（サンプル８）を得
た。 また、この粉末を更に粉砕分級して、325メツ
シユ下の微粉末（サンプル９）を作つた。サンプ
ル８と同様であるが分級範囲が32メツシユ上９メ
ツシユ下の粉末（サンプル10）を作つた。 ついで上記したサンプル４にNaOH水溶液を
添加しないで、1600℃30時間加熱し冷却して、α
−クリストバライト化させたが、これは多孔質の
弱い焼結体であるので軽く粉砕した後325メツシ
ユ上32メツシユ下の粉末（サンプル11）を得た。 つぎにこのようにして得たサンプル６〜11を真
空雰囲気の電気炉で1750℃で１時間溶融してガラ
ス塊を作り、このガラスの泡の状態とNa含有量
をしらべたところ、第３表に示したとおりの結果
が得られた。
【表】
また、このサンプル６〜11についてはこれを酸
水素炎で溶融してガラス化し、このものについて
の泡の状態とOH基含有量および1150℃での粘度
をしらべたところ、第４表に示したとおりの結果
が得られた。
水素炎で溶融してガラス化し、このものについて
の泡の状態とOH基含有量および1150℃での粘度
をしらべたところ、第４表に示したとおりの結果
が得られた。
【表】
以上詳細に説明したように、第一に第１表と第
３表のサンプル３、８、10および11で示したよう
に高純度のα−クリストバライト粉末から真空溶
融によつて泡のない良好な石英ガラスが得られる
ことが明らかである。 第二に第２表、第４表のサンプル３、８、10お
よび11に示したように、α−クリストバライト粉
末から泡もなく耐熱性の良好な石英ガラスを得る
ことができる。サンプル２および７に示したよう
にアルカリの残存があつたり、サンプル９のよう
に微粉末であつたりすると成長速度が遅くなるが
ほぼ同様の良好な石英ガラスが得られる。 以上綜合的に評価して純度、泡および耐熱性す
べてにすぐれた石英ガラスは従来の天然石英ガラ
スおよび合成石英ガラスからは得られず、本発明
の最適例サンプル３、８からのみ得られることが
明らかである。
３表のサンプル３、８、10および11で示したよう
に高純度のα−クリストバライト粉末から真空溶
融によつて泡のない良好な石英ガラスが得られる
ことが明らかである。 第二に第２表、第４表のサンプル３、８、10お
よび11に示したように、α−クリストバライト粉
末から泡もなく耐熱性の良好な石英ガラスを得る
ことができる。サンプル２および７に示したよう
にアルカリの残存があつたり、サンプル９のよう
に微粉末であつたりすると成長速度が遅くなるが
ほぼ同様の良好な石英ガラスが得られる。 以上綜合的に評価して純度、泡および耐熱性す
べてにすぐれた石英ガラスは従来の天然石英ガラ
スおよび合成石英ガラスからは得られず、本発明
の最適例サンプル３、８からのみ得られることが
明らかである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属アルコキシドまたは無機けい酸塩を原料
としてゾルーゲル法で製造した非晶質二酸化けい
素を加熱してβ−クリストバライトとし、ついで
このものを冷却してα−クリストバライト粉末に
転移させたのち、溶融ガラス化することを特徴と
する石英ガラスの製造方法。 ２ 非晶質二酸化けい素の加熱によるβ−クリス
トバライト化をアルカリ成分の存在下で行う特許
請求の範囲第１項記載の石英ガラスの製造方法。 ３ α−クリストバライト粉末が９メツシユ下で
ある特許請求の範囲第１項記載の石英ガラスの製
造方法。 ４ α−クリストバライト粉末が32メツシユ下、
325メツシユ上のものである特許請求の範囲第１
項記載の石英ガラスの製造方法。 ５ 溶融ガラス化がα−クリストバライト粉末を
純化処理したのちに行われる特許請求の範囲第１
項記載の石英ガラスの製造方法。 ６ α−クリストバライト粉末の純化処理が加熱
処理、ハロゲン成分存在下での加熱処理または酸
洗浄処理のいずれかまたはそれらの組合せである
特許請求の範囲第５項記載の石英ガラスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31277086A JPS63166730A (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 石英ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31277086A JPS63166730A (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 石英ガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63166730A JPS63166730A (ja) | 1988-07-09 |
| JPH0517172B2 true JPH0517172B2 (ja) | 1993-03-08 |
Family
ID=18033206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31277086A Granted JPS63166730A (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 石英ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63166730A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229735A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 石英ガラス部材 |
| JPH0751452B2 (ja) * | 1989-07-25 | 1995-06-05 | 信越石英株式会社 | シリカガラス粉粒体の製造装置 |
| JP3751326B2 (ja) * | 1994-10-14 | 2006-03-01 | 三菱レイヨン株式会社 | 高純度透明石英ガラスの製造方法 |
| CN1043637C (zh) * | 1996-10-03 | 1999-06-16 | 李勇彪 | 不透明石英玻璃管生产用的硅石粉料坨的生产方法 |
| JP4985553B2 (ja) * | 2008-06-16 | 2012-07-25 | 三菱マテリアル株式会社 | シリコン溶融用ルツボ及びシリコン単結晶引上装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54120614A (en) * | 1978-03-11 | 1979-09-19 | Toshiba Ceramics Co | Purification of silica glass raw powder |
| JPS57156342A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-27 | Hoya Corp | Purification of raw material powder for quartz glass |
| JPS60186412A (ja) * | 1984-03-05 | 1985-09-21 | Onoda Cement Co Ltd | クリストバライトの製造方法 |
| JPS60131834A (ja) * | 1984-07-09 | 1985-07-13 | Seiko Epson Corp | 石英ガラスの製造方法 |
| JPS6158823A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-26 | Nippon Sanso Kk | 透明石英ガラスの製造法 |
-
1986
- 1986-12-27 JP JP31277086A patent/JPS63166730A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63166730A (ja) | 1988-07-09 |
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Legal Events
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