[发明专利]不透明石英玻璃及其制造方法

说明书

【课题】本发明提供一种热线屏蔽性、机械强度、表面平滑性优异的不透明石英玻璃。【解决手段】本发明通过对将二氧化硅粉末以45～75wt％分散于水中的浆料进行湿式粉碎时使用平均直径0.1mm～3mm的氮化硅珠粒作为粉碎介质，将利用氮化硅珠粒的磨损而产生的氮化硅作为发泡剂，制成热线屏蔽性、机械强度、表面平滑性优异的不透明石英玻璃，其包含平均直径为2～30μm、及形状为独立球状的气泡，密度为1.90～2.20g/cm³，白度为80％以上，和/或在厚度3mm时波长0.2～3μm的光的反射率为80％以上，弯曲强度为70MPa以上，烧制完成面的表面粗糙度Ra为0.7μm以下。

技术领域

本发明涉及一种热线屏蔽性、机械强度、表面平滑性优异的不透明石英玻璃及其制造方法。

更详细而言，涉及一种可适宜地用于半导体制造装置用构件、光学器件的零件等的不透明石英玻璃及其制造法。

背景技术

石英玻璃由于透光性、耐热性、耐化学品性优异，因此用于照明器件、光学器件零件、半导体工业用构件、理化学器件等各种用途。其中，在石英玻璃中含有气泡的不透明石英玻璃由于其优异的热线屏蔽性而利用于半导体热处理装置的凸缘、炉心管。另外，由于遮光性优异，因此也利用于投影机用光源灯的反射器基材等光学器件零件。

以往，作为不透明石英玻璃的制造方法，已知有利用干式混合向结晶质二氧化硅(silica)或非晶质二氧化硅添加氮化硅等发泡剂，利用氢氧焰进行熔融的方法(例如参照专利文献1、专利文献2)等。然而，该制造方法及制造的不透明石英玻璃存在如下的问题。

(1)因于熔融时发泡剂散失，因此为了获得实用的不透明度，必须添加大量的发泡剂。

(2)由于未均匀地混合而凝聚的发泡剂气化而形成气泡，因此气泡变大，不透明石英玻璃的机械强度、光的反射率降低。

(3)由于气泡较大，因此烧制完成面粗糙，在将不透明石英玻璃作为凸缘利用的情况下，与装置的密合性变差而成为泄漏的原因。另外，在作为反射器基材利用的情况下，有时灯光泄漏，对投影机内部的电子零件造成不良影响。

另一方面，也提出了如下方法：不添加发泡剂，对非晶质二氧化硅粉末的成型体在其熔融温度以下的温度进行加热，在完全致密化之前中断热处理，部分地进行烧结(例如参照专利文献2)。由该制造方法制造的不透明石英玻璃能够减小气泡的平均直径，但存在若进行烧结直至气泡变成闭气泡，则气泡的含有密度变小，红外线的反射率降低的问题，或由于气泡不为球状，因此应力集中于气泡端部，机械强度降低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3043032号公报

专利文献2：日本专利第3394323号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明解决上述问题，提供一种热线屏蔽性、机械强度、表面平滑性优异的不透明石英玻璃。

用于解决课题的技术手段

本发明人发现，通过在对将二氧化硅粉末分散于水中的浆料进行湿式粉碎时使用氮化硅珠粒作为粉碎介质，从而添加利用氮化硅珠粒的磨损而产生的氮化硅作为发泡剂，将对该浆料进行喷雾干燥造粒而成的熔融原料熔融，由此可获得气泡的形状为独立球状且平均直径为2～30μm的热线屏蔽性及机械强度优异、烧制完成面的平滑性良好的不透明石英玻璃，从而完成了本发明。

本发明的不透明石英玻璃包含平均直径为2～30μm的球形的气泡，优选平均气泡直径为5～25μm，更优选8～10μm。若平均气泡直径小于2μm，则光的散射变弱，若平均气泡直径大于30μm，则同样地光的散射变弱，并且石英玻璃表面的凹凸变大，表面的平滑性及密封性劣化。