[发明专利]掺杂钛的石英玻璃及其制备方法、制备装置

权利要求书

1.一种掺杂钛的石英玻璃的制备方法，其特征在于，包括：

将含硅原料和含钛原料均匀混合后放入以氢氧火焰为反应能源的燃烧器中，采用立式化学气相沉积法制备低膨胀石英玻璃砣，将石英玻璃砣装入高温均化炉中均化处理，再经过冷加工制备得到掺杂钛的石英玻璃；

其具体包括以下步骤：

(1)在燃烧器内通入氢气和氧气，燃烧反应形成氧化还原反应氛围；

(2)将含硅原料和含钛原料分别在物料控制下汽化蒸发，经过均匀混合装置后，在载料气体的带动下送入燃烧器内进行反应，控制含钛原料的质量为含硅原料质量的3％～10％；反应后生成的SiO₂和TiO₂颗粒沉积到燃烧炉内的托盘上，在1300～2000℃的高温下逐层烧结形成低膨胀系数石英玻璃砣；托盘在基础杆的200r/min～500r/min的转速旋转下，以0.2mm/h～0.5mm/h的速率慢速下降，石英玻璃砣逐渐长大；

(3)将石英玻璃砣经过均化和后续冷加工，所述高温均化炉中，升温速度为200～700℃/小时，升温至1700～1900℃，最终形成掺杂钛的石英玻璃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含硅原料为四氯化硅，所述含钛原料为四氯化钛。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沉积的速度为100～500克/小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温均化炉为密闭结构，工作时炉内保持真空或者充入气体，所述气体为惰性气体或还原性气体。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含硅原料的流量为800～1500g/h，所述含钛原料的流量为24～150g/h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述载料气体为氢气、氧气或氩气，所述含硅原料载料气体流量为2-6L/min，所述含钛原料载料气体流量为含硅原料载料气体流量的3％～10％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，掺杂钛的石英玻璃制备装置包括氢气控制系统、氧气控制系统、四氯化硅控制系统、四氯化钛控制系统及基础杆，所述四氯化硅控制系统和四氯化钛控制系统分别连接混料瓶，所述混料瓶连接燃烧器，所述氢气控制系统和氧气控制系统分别连接燃烧器，所述燃烧器位于立式燃烧炉的炉膛内，所述基础杆一端设有托盘，所述托盘位于所述炉膛内，所述基础杆另一端连接旋转机构，所述旋转机构连接升降系统，所述炉膛连接烟囱。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述燃烧器为多层包裹管状结构，所述的燃烧器的材料为耐高温材料；所述燃烧器放置于炉膛的中部以上的位置，所述燃烧器的燃烧口对着炉膛内托盘的位置。