[发明专利]用于对材料进行烧结的方法

说明书

一种用于对材料进行加工的方法包括：在材料片材的某位置处烧结一部分材料片材，以第一速率沿着材料片材移动烧结位置，以及以第二速率拉动经烧结的材料远离烧结位置，所述第二速率大于所述第一速率。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年10月7日提交的美国临时申请系列第62/405,649号的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其全文纳入本文，如同在下文完整阐述。

背景技术

本公开的各方面涉及对材料(例如熔凝二氧化硅)进行烧结。如下文所述，在制备熔凝二氧化硅片材时，申请人意外发现了一种提供新的有用的经烧结材料的新烧结方法。

发明内容

参考图1，具有设备110的生产线包括沉积基材112形式的沉积表面。颗粒沉积在沉积基材112上以形成材料的片材116或毯，所述颗粒例如通过线性燃烧器114，经由火焰水解生产的熔凝二氧化硅烟炱。申请人发现当片材116与沉积基材112分离时，片材116连在一起，这可能是因为例如在发生在高温下的沉积期间颗粒被部分烧结并彼此结合。与片材116的各侧连接的辊126或其他张紧装置纵向和/或横向地张紧片材116。片材116可以连接另外的张紧装置，例如它们在辊126的上方或下方。在沿着线的烧结位置S处，使用激光118或另一种热源来烧结(例如完全烧结)片材116的至少一部分120，如片材116的中心部分，如图1所示。在一些实施方式中，例如在利用熔凝二氧化硅的实施方式中，当烧结时，片材116从多孔和/或不透明变化为致密和/或透明。

当用该设备110进行实验时，申请人引导激光130从片材116的经烧结部分120裁切掉未烧结的侧部122。对于未烧结，申请人意为片材116的这些部分122不通过对经烧结部分120进行烧结的烧结位置S；然而，如上所述，未烧结部分122可以具有一些将片材116连在一起的部分烧结；因此，术语未烧结不应解读为完全未烧结。类似地，附非另有规定，否则烧结无需是完全烧结的。参考图1，申请人使用激光130将光斑124引导到烧结位置S附近，以在部分120经历激光118的烧结的同时，切割片材116的自由垂直的未烧结侧部122。

随着片材116移动通过烧结位置S，在切割位置下方(光斑124)，未烧结的侧部122与片材116的经烧结部分120断开。然而，由于切割，中心中的经烧结部分120现因为断开而大致不含有由连接到片材116的侧部的辊126所提供的张力。由于经烧结部分120在很大程度上不受限制，因此除了在烧结位置S处连接到片材116之外，经烧结部分120在装备的气流中摆动，这影响了烧结片材120的形状。

为了使经烧结部分120的摆动静止，申请人将装订夹接合到经烧结部分120的底部。然而，与稳固地保持经烧结部分120相反，令申请人完全出乎意料的是，装订夹意外地将经烧结部分120的底部边缘迅速地向下拉到地板，其未造成破坏，而是将片材116的经烧结部分120从烧结位置S拉伸出来。形成了长的、近乎轻飘的经烧结材料120的带。申请人停止生产线并检查得到的经烧结的材料120。该经烧结的材料120的带的厚度为约10微米。另外，通常与这类工艺的之前类型(例如参见第8,062,733号美国专利)一起存在的表面特征(例如由于烟炱沉积导致的条纹和/或因烧结导致的线)明显地被移除或减少，从而在视觉检验时几乎不可检测到。图2A示出了从这种近乎轻飘的经烧结材料120的带撕下的片，其因为搬运而起皱。随后生产粘到白卡纸上的更为原始的样品，如图2B所示。

申请人认识到，上述意外发现可作为薄的高品质材料的烧结方法，以受控和有目的的方式来重复。

本文公开的一些实施方式涉及一种用于对材料进行加工的方法，所述方法包括以下步骤：在材料片材的某位置处烧结材料片材的一部分，以第一速率沿着材料片材移动烧结位置，以及以第二速率拉动经烧结的材料而远离烧结位置，所述第二速率大于所述第一速率。在一些这样的实施方式中，所述烧结、移动和拉动沿着生产线同时发生。