[发明专利]一种利用尾料制备高纯石英材料的方法

权利要求书

1.一种利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料级配：将石英尾料和石英颗粒级配并加热混合为混合料；混合料中石英尾料体积比为2％-9％，混合料密度在1.2-1.8g/cm³之间；所述石英尾料堆积密度0.1g/cm³-0.6g/cm³,粒径在40nm-500nm之间，所述石英颗粒料平均粒径为50-250μm；

(2)烧制沉积：将步骤(1)中获得的混合料通过供料装置经喷灯加热熔融后进入旋转沉积炉，沉积于基板上，形成石英材料。

2.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，所述将石英尾料和石英颗粒级配并加热混合为混合料具体为：

将石英尾料和石英颗粒级配并加热混合，加热温度在200-300℃，搅拌3小时以上。

3.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，所述石英尾料堆积密度0.2g/cm³-0.4g/cm³、粒径在120nm-200nm之间。

4.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，所述石英颗粒料平均粒径为80-150μm。

5.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，所述混合料中石英尾料体积比为3％-6％，混合料密度在1.4-1.6g/cm³之间。

6.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，步骤(2)所述供料装置载气流量10-40slm；供料速度10g/min-50g/min。

7.如权利要求6所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，步骤(2)所述供料装置载气流量20-35slm；供料速度15-30g/min。

8.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，步骤(2)氢气流量控制为80～160slm，氧气流量控制为45～120slm，氢气与氧气比例控制在1.4:1～1.8:1。

9.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，所述旋转沉积炉为喷灯内置旋转沉积炉，炉膛预热1470～1700℃并稳定。

10.如权利要求9所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，所述旋转沉积炉为喷灯内置旋转沉积炉的炉膛温度稳定在1550～1680℃。

11.如权利要求1所述的利用尾料制备高纯石英材料的方法，其特征在于，步骤(2)按照如下方法控制下料：

下料速率为V₁，基板位于旋转平台(114)上，平台下降速度为V₂；所述下料速率满足以下关系：

V₁＝[1+k(r,h)]V₂r²ρ

其中：V₁为下料速率，即单位时间内原料投放量；V₂为采用石英颗粒熔融沉积的旋转平台下降速率；r为目标石英锭半径；ρ为石英材料密度；k(r,h)为修正系数，取值范围为0.02～0.15，其与在沉积的石英锭高度h单调正相关，其与在沉积的石英锭半径单调正相关。