Патенты автора Насыров Рудольф Шарафович (RU)
Способ выплавки кварцевого стекла // 2731764
Изобретение относится к способу тигельной, вакуумно-компрессионной выплавки особо чистых слитков кварцевых стекол с низким внутренним трением, достигаемому благодаря высокому структурному совершенству объема стекла. Согласно способу колба с крупкой заполняется особо чистым кислородом, прогревается при температуре 1400°С, затем охлаждается ниже 50°С, вакуумируется до 10-4 Па, колба с высокочистой крупкой под вакуумом ампулируется, ампула оборачивается углеграфитовой тканью в 1-2 слоя, вставляется в графитовый тигель, установленный в индуктор высокочастотной вакуумно-компрессионной плавильной печи, камера которой сперва вакуумируется до 10-2-10-3 Па, затем заполняется газовой смесью аргона и гелия до давления (1-2)⋅104 Па, ампула с крупкой плавится при температуре 1800°С, заданное время выдерживается при этой температуре, расплав стекла гомогенизируется, на заключительном этапе расплав компримируется газовой смесью аргона и гелия при давлении (1,5-2) МПа, затем температура теплового узла печи снижается до 1650°С, газовая смесь удаляется, температура в тепловом узле снижается со скоростью (5±2)°С/мин до 1200°С, далее отключается нагреватель печи и слиток стекла с произвольной скоростью охлаждается ниже 50°С, из плавильной камеры откачивается остаточная газовая смесь, камера наполняется атмосферным воздухом, тигель со слитком кварцевого стекла вынимается из печи. Технический результат заключается в выплавке слитка кварцевого стекла высокой химической чистоты, с низким поглощением оптического излучения от инфракрасной до ультрафиолетовой области длин волн света, однородной и совершенной.
Изобретение может быть использовано в химической и электронной промышленности. Очищаемую крупку кремнезема из высокочистого кварцевого концентрата с суммарным содержанием контролируемых элементов - примесей на уровне 10-20 ppm загружают в установленный в нагревательную печь кварцевый трубчатый контейнер, заливают 20%-ным водным раствором хлористого аммония, нагретого до 80-90°С. Крупку перемешивают колебанием и вращением контейнера в течение 30 мин, затем раствор сливают через полиамидное сито с ячейками 0,09 мм. Оставшуюся в контейнере влажную крупку, продолжая перемешивать, нагревают до 120±10°С и выдерживают при этой температуре до ее полного высыхания. После этого перемешиваемую крупку со скоростью 25-30 град/мин нагревают до 1350±10°С и облучают ультрафиолетом для атомизации и ионизации молекул хлора и водорода, образующихся из-за возгонки хлористого аммония с поверхности зерен крупки. Выдерживают крупку при этой температуре 60 мин, после чего выключают ультрафиолетовое облучение и проводят продувку контейнера аргоном особой чистоты. При этом остатки возгона хлористого аммония, диссоциированного ультрафиолетовым излучением, и парогазовые продукты реакции примесей крупки удаляют через барботажную водяную камеру в вентиляционную систему. Затем контейнер вакуумируют безмасляными средствами откачки до давления 1×104 Па, заполняют высокочистым кислородом, включают ультрафиолетовое излучение для атомизации молекул кислорода, нагревают до температуры 1350±10°С и выдерживают при этой температуре 1 ч. По завершении цикла кислородной обработки выключают ультрафиолетовый облучатель, прекращают нагрев контейнера, производят его продувку высокоочищенным аргоном и охлаждают контейнер до температуры окружающей среды, после чего очищенную и кристобалитизированную крупку пересыпают в герметичную тару. Предлагаемый способ применяется при создании особо чистой крупки кристобалита из порошка аморфного синтетического диоксида кремния и крупки кварцевого стекла, позволяет упростить технологию очистки, снизить вредные факторы процесса рафинирования.
Изобретение предназначено для получения монолитных однородных слитков кварцевого стекла, используемых в области приборостроения для изготовления высококачественных кварцевых деталей и кварцевых чувствительных элементов. Способ основан на вакуумной плавке порошкового кварцевого сырья, которое высыпают из прогретого бункера и выполняют плавку послойно с постепенным наполнением плавильного тигля. Для повышения степени очистки от примесей толщину каждого расплавленного слоя выбирают на уровне максимального размера частиц, входящих в состав порошкообразного сырья, а длительность процесса формирования слоя ограничивают продолжительностью его плавления, растекания и обезгаживания. Предлагаемый способ в сравнении с традиционными способами вакуумной тигельной плавки обеспечивает пониженную пузырность кварцевого стекла, а также увеличивает его однородность и коэффициент светопропускания. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способам очистки природного кварца от минеральных и газожидкостных включений и касается способа получения высокочистого концентрата из природного кварца
