Способ легирования двуокиси кремния Советский патент 1981 года по МПК C03C3/06 

(ЗА) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ

Изобретение относится к силикатным материалам точнеек легированному кварцевому стеклу и может быть исполь зовано для легирования двуокиси кремния окислами различных злементов до плавления стекла. Известен способ легирования пористой заготовки из двуокиси кремния путем обработки в растворе азот ной соли металла в течение 24 ч с последующей сушкой.Полученный материа спекают при 1150-1 для получения высококремнеземистого стекла }. Однако известный способ является малопроизводительным и длительным. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ легирования пористой заготовки из ква цевого стекла, включающий обработку парами легколетучих солей при нагревании в закрытом пространстве izj Недостаток известного способа периодичность процесса и низкая производительность , Цель изобретения - повышение производительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что в качестве исходного материала используют порошок двуокиси кремния с размером зерен 0,001-0,3 мм, который обрабатывают парами легирующих компонентов с последующей конденсацией паров, после чего обрабатьтают смесью паров NH-j и и термообрабатывают при ЗОр-400 С. Процесс осуществляется следующим образом. В непрерывно подаваемый порошок (размер зерен 0,001 - 0,3 tm) из природных или искусственных кристаллов кварца, гранулированного хильно- го кварца или синтетической двуокиси кремния, имеющий комнатную температуру, постоянно подают в рассчитанных количествах пары легколетучих солей различных элементов, например Tt С14 ( ), SnCl4( Т,) кип др. Горячие пары солей. конденсируясь на поверхности зерен кремнезема, покрывают их тончайшей пленкой. Отдельно в систему подаются смесь пиров NH -bHgO, которые реагируют на поверхности зерен по реакции 3Cl4- NH - itH,(OH)44 + NN401, где Э - элемент ui, Sn, V и др.). При дальнейшем -нагревании крупки при 300-400 С происходит обезвоживание Э (ОН)4 до ЭО и возгонка . Легирование проводят в установке непрерывного действия, позволяющей р гулировать производительность процесса от 50 -до 240 кг/крупки в сут. Четыреххлористый титан подогревают д 150 С, ив парообразном состоянии с помощью газа-носителя через сопло подают во вращающуюся трубу, куда также непрерывным потоком поступает .порошок. Через другое сопло в трубу подают смесь паров . При продвижении крупки по длине трубы пр исходит смешивание порошка с парами И разложение продуктов реакции в под греваемой зоне трубы (температура ) . В качестве сырья используют крупк из -гранулированного жильного кварца Кыштымского месторождения с удельной поверхностью 520 (размер зере 0,001-0,17 мм), В качестве исходно материала для получения ТiО применяю безводный 100% Ti С1, (удельный вес 1,73 ). 64 Согласно предлагаемому способу креня нахождения порошка в трубереакторе составляет 5-6 мин, т.е. через 5-6 мин от начала поступления нелегированного порошка на выходе из трубы высыпается легированная крупка. Производительность установки до 250 кг/сут , что несравнимо вьш1е, чем в известном способе , Формула изобретения Способ легирования двуокиси кремния Путем обработки исходного материала парами легирующих компонентов с последующей конденсацией паров, о тличающийся тем, что, с целью повьшгения производительности процесса, в качестве исходного материала используют порошок двуокиси кремния с размером зерен 0,001-0,3 мм и после конденсации паров легирующих компонентов порошок обрабатывают смесью пас последующей термообработкой при 300-400 С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2303756, кл. 10654, 1942. 2.Патент США № 3864113, кл. 6560, 1975.