由含氟的合成石英玻璃制備圓柱形組件的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由含氟的合成石英玻璃制備圓柱形組件的方法，包括以下方法步驟：制備SiO2-煙灰體；從該煙灰體中除去羥基；用氟負載所述煙灰體；使所述負載氟的煙灰體后氯化和使所述煙灰體玻璃化以獲得圓柱形組件。為了實現(xiàn)可重復的尤其是氟的軸向和徑向特別均勻的分布，根據(jù)本發(fā)明在干燥時調(diào)節(jié)煙灰體中的羥基濃度為1-300重量-ppm和在用氟負載時調(diào)節(jié)至少1500重量-ppm的平均氟含量，并且在后氯化時用氯負載而使得在所述玻璃化之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生至少50重量-ppm的平均氯含量，進一步的條件是氟含量與氯含量的重量比小于30。
【專利說明】由含氟的合成石英玻璃制備圓柱形組件的方法
[0001] 發(fā)明描述 本發(fā)明涉及由含氟的合成石英玻璃制備圓柱形組件的方法，所述方法包括如下步驟： (a) 通過含硅起始化合物的火焰水解或氧化制備煙灰體和將Si02顆粒沉積到載體上， (b) 通過使所述煙灰體經(jīng)受脫水處理除去羥基， (c) 通過在含氟氣氛中在至少750°C的氟化溫度下處理所述煙灰體而用氟負載所述煙 灰體， (d) 通過在含氯氣氛中在后氯化溫度下處理所述煙灰體而將所述負載氟的煙灰體后氯 化，和 (e) 通過將所述煙灰體加熱到玻璃化溫度而使所述煙灰體玻璃化以獲得由合成石英玻 璃構成的圓柱形組件。
[0002] 用氟摻雜石英玻璃將降低折射指數(shù)。因此，使用氟摻雜的石英玻璃用于在光導纖 維中產(chǎn)生導光折光結構。作為用于該類光導纖維的半成品，使用在徑向具有折射指數(shù)性能 分布和可以直接拉成纖維的預成型品，或者使用包含至少一個由所述氟摻雜的石英玻璃組 成的層的棒形或管形圓柱體。其可以與其它圓柱形組件一起以同軸設置的聚集體的形式而 伸長為纖維。該類氟摻雜的石英玻璃圓柱體也用在激光和半導體制造中。
[0003] 現(xiàn)有摶術 上述類型的方法和石英玻璃組件由US 2003/0221459 A1可知。借助0VD(外部蒸氣沉 積）法制造多孔3102煙灰的預成型品。所述預成型品在中央?yún)^(qū)域用Ge02摻雜，所述區(qū)域被 未摻雜的多孔Si0 2材料包覆層圍繞。
[0004] 將所述煙灰預成型品導入爐中和在其中經(jīng)歷多個熱處理步驟。這包括在含氯氣氛 中在1000°C -1225°c的溫度下除去羥基的第一氯化步驟（總的處理時間：大約90分鐘）， 在含SiF4和含Cl 2的氣氛中在1225°C的氟化溫度下處理煙灰預成型品的氟負載步驟（總 的處理時間：大約30分鐘），在含Cl 2氣氛中在1225°C的后氯化溫度下的第二氯化步驟，和 在氦（He)和一氧化碳（C0)氣氛中在1460°C的玻璃化溫度下所述煙灰體完全玻璃化以獲得 合成石英玻璃體的步驟。
[0005] 在Cl2氣氛中的第二氯化步驟用于由所述煙灰體進一步除去羥基或者尤其是將氯 氣導入所述煙灰體的包覆區(qū)域中。通過用氯負載所述包覆區(qū)域而使此區(qū)域中的粘度更好地 適合于Ge0 2·雜芯部區(qū)域中的粘度，從而在纖維的拉伸工藝中產(chǎn)生較小的機械應力。
[0006] 以此方法得到的預成型品的中央?yún)^(qū)域含有達19重量％的Ge02，并且在其整個直徑 上都被氟摻雜。氟濃度在〇. 3重量％_0. 75重量％之間變化。另外，所述預成型品含有氯， 即在Ge02摻雜區(qū)域中大約0. 01-0. 13重量％和另外為0. 003重量％-0. 07重量％。
[0007] US 2008/0050086 A1描述了一種特殊的光導纖維，其具有Si02芯部，用堿金屬氧 化物摻雜和具有純的石英玻璃包覆層。所述芯部材料含有很少量羥基（〈0.02 ppm)，但是 含有相對大量的氟（> 500 ppm)和氯（> 500 ppm)。氟和氯的量各自大于堿金屬氧化物的 量。所述芯部由內(nèi)芯區(qū)域和外芯區(qū)域構成。在整個芯部上平均計，氟含量〈5000重量-ppm。
[0008] 摶術目的 為了確保光導纖維中的可重現(xiàn)的光傳導，必須保持給定的纖維幾何形狀及所述折射指 數(shù)的規(guī)定的徑向和軸向性能分布。石英玻璃的化學組成可對所述石英玻璃的折射指數(shù)和粘 度具有影響并由此對纖維拉伸工藝中幾何形狀的設定具有影響。因此，圓柱形組件的質量 特征是能夠確保所述化學組成規(guī)定的軸向和徑向性能分布。
[0009] 在為了用氟或氯經(jīng)由氣相負載所述多孔煙灰體或用于從所述煙灰體中除去羥基 的高溫處理中，擴散過程起著決定性的作用。羥基可以與氟或氯反應而形成氫化合物。所 述各組分的不同的擴散速率和反應性趨向于產(chǎn)生軸向或徑向非均勻的濃度性能分布。然而 希望的是盡可能均勻的濃度分布。
[0010] 因此本發(fā)明的目的是提供一種方法，所述方法使得可以以可重現(xiàn)且可靠的方式由 合成的氟摻雜的石英玻璃制備圓柱形組件，其具有軸向和徑向都特別均勻的物質組分分 布。
[0011] 發(fā)明概沭 由上述類型的方法開始，根據(jù)本發(fā)明此目的得以實現(xiàn)，其中 (I) 在根據(jù)方法步驟（b)的脫水處理中，在所述煙灰體中調(diào)節(jié)羥基的濃度使得在玻璃 化之后產(chǎn)生1重量-ppm至300重量-ppm的平均羥基含量， (II) 在根據(jù)方法步驟（c)用氟負載所述煙灰體的過程中，用氟進行負載使得在玻璃化 之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生至少1500重量-ppm的平均氟含量，和 (III) 在根據(jù)方法步驟（d)的后氯化過程中，在所述煙灰體中 ?調(diào)節(jié)羥基含量使得在玻璃化之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生小于〇. 3 重量-ppm的平均羥基含量，和 ?用氯進行負載使得在玻璃化之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生至少50重 量-ppm的平均氯含量，進一步的條件是氟含量與氯含量的重量比小于30。
[0012] 所述煙灰體是空心圓柱體或實心圓柱體，由根據(jù)已知的VAD (蒸氣軸向沉積）法 或根據(jù)0VD (外部蒸氣沉積）法得到的多孔Si02煙灰構成。為了制備所述煙灰體，以CVD (化 學氣相沉積）法通過水解和/或氧化由含硅起始物質制備Si02顆粒，并將這些顆粒沉積在 載體上。在所述Si0 2顆粒的沉積過程中溫度保持如此之低使得獲得棒形或管狀的多孔石英 玻璃煙灰體。在0VD法中，沉積發(fā)生在管狀或棒形載體的包覆表面上。此載體后來被除去， 或其保留在煙灰體的孔洞中。保持在所述孔洞中的載體由摻雜的或未摻雜的石英玻璃組成 并形成要制備的石英玻璃組件的一部分。
[0013] 使所述煙灰體經(jīng)歷多階段后處理。首先，必須注意脫水處理，因為由于制造方法的 原因煙灰體通常含有高的羥基（0H)含量。除了初始的羥基含量和要達到的平均羥基含量， 所述干燥過程需要的持續(xù)時間和效率基本上取決于煙灰密度。
[0014] 在脫水處理過程中，通過在真空中（〈2 mbar)加熱以純熱的方式或在不含氯的惰 性氣體氣氛中（稀有氣體或氮氣）干燥所述煙灰體或作為替代方案或者除此之外還使用干 燥劑如氯氣或氟氣將其化學干燥。脫水處理在升高的溫度下在任何情況下進行，但是其中 所述煙灰體的實質性致密化是不希望的。重要的是調(diào)節(jié)在煙灰體中的羥基濃度為如果所述 煙灰體在此工藝階段在真空下玻璃化，將得到在石英玻璃中小于300重量-ppm的平均羥基 含量。
[0015] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)羥基含量有助于在隨后的方法步驟中用氟有效地負載所述煙灰體。這可 能是由于OH基被氟取代的緣故。因此，高的平均羥基含量有利于調(diào)節(jié)高的平均氟含量，然 而在低羥基含量的情況下，可能所述煙灰體用氟負載較低。
[0016] 然而，在脫水處理之后，羥基分布通常在軸向和徑向為不均勻的，和在負載氟之后 得到的氟分布的初始性能分布基本上與預先發(fā)現(xiàn)的羥基分布性能完全一致。在負載氟之 前基本上消除羥基，這樣產(chǎn)生低的氟濃度，但是具有基本上平穩(wěn)的氟分布性能，或者如此進 行脫水處理使得保持高達300重量-ppm的相對高的羥基含量，這將產(chǎn)生相應地更高的氟濃 度，但是具有初始不均勻分布的缺點。
[0017] 在此方面，1-300重量-ppm的羥基濃度范圍在一方面高的氟含量與負載氟步驟之 后已經(jīng)初始均勻的氟分布之間是合適的折衷方案。下文將更詳細地解釋在根據(jù)本發(fā)明的 方法中可以接受初始不均勻的氟分布以有利于煙灰體高的氟負載，因為在隨后的方法步驟 中，即在后氯化過程中實現(xiàn)了平穩(wěn)的氟分布性能。
[0018] 在氟負載步驟中，所述煙灰體在高溫下用含氟處理氣體如C2F6、CF 4或SiF4進行處 理。氟用于降低石英玻璃的折射指數(shù)。氯對于折射指數(shù)具有較小的影響。
[0019] 因此在高折射指數(shù)降低的意義上，目標在于盡可能高地用氟負載所述煙灰體，即 在所述煙灰體在真空中玻璃化之后在接著得到的組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生至少1500重 量-ppm的平均氟含量的水平。在負載過程中保持所述溫度如此之低使得所述煙灰體盡可 能沒有顯著的熱致密化，所述致密化將損害隨后的工藝。
[0020] 然而，由于擴散和反應過程涉及羥基和氟，所以在氟負載之后的煙灰體壁內(nèi)尤其 在徑向上常常觀察到氟濃度分布不足夠均勻。如上面已經(jīng)解釋的那樣，氟負載后所得的軸 向和徑向分布決定性地取決于所發(fā)現(xiàn)的羥基濃度性能分布。
[0021] 在根據(jù)方法步驟（d)的隨后的后氯化中，所述煙灰體用含氯處理氣體如Cl2在與 前面負載氟大約同樣高的溫度下或在與之相比稍高的溫度下進行處理。
[0022] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)盡管后氯化導致氟濃度一定的下降，但是這是可以接受的，因為同時可 以顯著平穩(wěn)之前并不足夠均勻的氟分布性能。
[0023] 因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可以接受煙灰體中初始高的平均羥基含量，伴隨著 羥基和氟的不均勻的徑向濃度分布，以便有利于平穩(wěn)的徑向氟濃度分布。
[0024] 后氯化當然伴隨著煙灰體用氯負載或其進一步用氯負載。已經(jīng)證明氟和氯的濃度 比是簡單的指標，即此量度影響足夠平穩(wěn)的氟分布性能。根據(jù)本發(fā)明，此比率不超出30的 值（以重量單位計），這意味著平均氟濃度高于平均氯濃度至多30倍，和另外此濃度不低于 50 重量-ppm〇
[0025] 由于煙灰體用鹵素所述相對高的負載，在所述煙灰體玻璃化之后得到了小于0. 3 重量-ppm的低的羥基含量。
[0026] 為了確保所述后氯化工藝滿足對于氟濃度徑向分布的此顯著影響，必須在前述處 理步驟（a)-(d)中保持所描述的邊界條件（1)-(111)，如將在下文更詳細進行說明。
[0027] 煙灰體玻璃化之后制得的石英玻璃含有氟、氯和少量的羥基。所有這些組分都影 響石英玻璃的粘度降低。在紅外波長范圍內(nèi)顯示羥基的吸收，因此石英玻璃中的羥基含量 要盡可能低。氟和氯并不顯著損害與光信號傳輸有關的波長范圍內(nèi)的透射，但是對所述石 英玻璃的折射指數(shù)有影響；對于氟特別如此。因此，為了盡可能均勻地在徑向和軸向上調(diào)節(jié) 光學特征，所述組分氯和特別是氟的盡可能均勻的分布極其重要。
[0028] 所述煙灰體的孔隙度影響處理步驟（b)、（c)和（d)的進展和結果。另外，所述煙 灰密度也對用各組分負載所述煙灰體或用于從所述煙灰體中除去各組分的其它氣相反應 具有影響。
[0029] 已經(jīng)證明有利的是在根據(jù)方法步驟（a)的沉積過程中，制備具有至少20%和至多 30%的平均密度的煙灰體。
[0030] 超過35%的平均密度分別導致長的處理時間，和在上面提及的組分徑向濃度性能 分布中可能更大的梯度。更低的煙灰體密度有利于導入各組分和調(diào)節(jié)徑向均勻的濃度性能 分布。然而在煙灰密度小于20%的情況下，越來越難以使所述煙灰體沒有任何氣泡地玻璃 化。所述密度數(shù)據(jù)是指未摻雜的合成石英玻璃的密度（2. 21 g/cm3)。
[0031] 如果在根據(jù)方法步驟（a)的沉積過程中，制備具有平均密度在25%-30%之間的煙 灰體，實現(xiàn)了在一方面氟和氯濃度性能分布的均勻性與另一方面用于可重現(xiàn)地無氣泡玻璃 化的煙灰體的適合性之間特別合適的折衷方案。
[0032] 在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，所述脫水處理包括在真空或在惰性 氣體中在不含氯的氣氛中加熱所述煙灰體。
[0033] 由上面引用的現(xiàn)有技術已知的，這里脫水處理不是通過在含鹵素氣氛中加熱所述 煙灰體進行，而是在不超過2 mbar的壓力的真空中或在惰性氣體中進行，其中所述惰性氣 體基本上表示稀有氣體和氮氣。這防止了鹵素在負載氟之前輸入到煙灰體中，并保持了一 定的羥基含量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用氟負載由此更有效地進行，這意味著以更快的速度達到預定的 平均氟含量。這可歸因于在Si0 2網(wǎng)絡中用于氟原子的優(yōu)選偶聯(lián)點并沒有已被鹵素占據(jù)。 [0034] 在后氯化過程中煙灰體的顯著致密化可導致氟濃度在玻璃化的石英玻璃組件中 的徑向上不充分的均勻分布。關于這一點，已經(jīng)證明有用的是后氯化包括將所述煙灰體加 熱到750°C -1200°C的溫度。
[0035] 在石英玻璃被用作光導纖維的近芯部包覆材料的情況下，尤其要求根據(jù)本發(fā)明的 方法得到的石英玻璃組件具有特別低的羥基含量。如在脫水處理之后得到的羥基含量通常 依然太高。因此，已經(jīng)證明有用的是通過后氯化調(diào)節(jié)所述煙灰體中的羥基濃度使得在玻璃 化之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生小于〇. 2重量-ppm的平均羥基含量。
[0036] 關于盡可能平穩(wěn)的氟和氯的徑向濃度性能分布，已經(jīng)證明有利的是在根據(jù)方法步 驟（c)負載的過程中的氟含量和根據(jù)方法步驟（d)的后氯化過程中的氯含量如此調(diào)節(jié)，使 得所述氟含量以重量份計小于15倍的氯含量。
[0037] 還證明了有用的是根據(jù)方法步驟（e)的所述煙灰體的玻璃化逐區(qū)地進行。
[0038] 將負載了氟和氯的干燥的煙灰體最后導入真空玻璃化爐中并由其一端開始連續(xù) 輸送到環(huán)狀加熱元件中并在其中逐區(qū)加熱。在玻璃化過程中，熔化前沿在所述煙灰體內(nèi)由 外向內(nèi)行進，并且同時由一端向另一端行進。通過與其中整個煙灰體在足夠長的加熱區(qū)域 內(nèi)在其整個長度上同時玻璃化并且所述熔化前沿僅僅由外向內(nèi)行進的等溫玻璃化比較，逐 區(qū)燒結有利于玻璃在所述煙灰體壁內(nèi)的擴散和分布。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由此實現(xiàn)了組分氟和氯的軸 向更均勻的濃度性能分布。
[0039] 當所述煙灰體在玻璃化之前通過在玻璃化溫度以下的溫度下將其加熱再次受熱 干燥時，即優(yōu)選逐區(qū)通過使其一次或多次穿過所述環(huán)狀加熱元件時，此作用更加顯著。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的方法制備的石英玻璃特別適合在光導纖維的近芯部包覆區(qū)域中使 用。在此方面，有利的是所述石英玻璃的羥基含量小于0. 2重量-ppm。
[0041]

【具體實施方式】 下文將參考具體實施方案和附圖更詳細地解釋本發(fā)明。詳細地說， 圖1顯示了在不同的圓柱形石英玻璃樣品的情況下徑向折射指數(shù)性能分布的曲線圖； 圖2顯示了不同的石英玻璃樣品的氯和氟濃度的測量點的分布圖；和 圖3以示意性說明顯示了適合用于制備Si02煙灰體的裝置。
[0042] 圖3中所示的裝置包括載體管1，其在玻璃車床的鉗夾7中夾在兩端并可圍繞其縱 軸2旋轉。為了制備Si0 2煙灰，提供了石英玻璃的沉積燃燒器4 ;這些在共同的滑塊5上各 自以150mm的距離安裝，所述滑塊沿著載體管1在所形成的煙灰體3的兩端之間可以反向 移動，如方向箭頭6所示，并且其在與其垂直的方向上可移動。
[0043] 為了制備Si02煙灰體3,向沉積燃燒器44分別加入氧氣和氫氣作為燃燒器氣體， 并供應含有SiCl 4的氣體流作為用于形成Si02顆粒的原料。這些組分在各燃燒器火焰中被 轉化成Si0 2顆粒，并且這些顆粒逐層沉積在載體管1上，同時形成多孔Si02煙灰體3。這 里帶有沉積燃燒器4的所述滑塊5沿著所形成的煙灰體3在其兩端之間以100 mm/min的 平移速度來回移動。
[0044] -旦所述煙灰體3具有大約350mm的外部直徑，則所述煙灰體沉積過程將終止。冷 卻之后，從所述煙灰體3的孔洞中抽出所述載體。
[0045] 所述煙灰體3然后經(jīng)受脫水處理（干燥），所述處理作為熱氯化或作為純粹的受熱 干燥進行。
[0046] 在熱氯化的情況下，將所述管狀煙灰體3導入脫水爐中和在其中加熱至大約 900°C的溫度并在所述溫度下在含氯氣氛中處理幾小時的時間。在純粹受熱干燥的情況下， 所述煙灰體在至少1050°C的溫度下在氮氣中在沖洗操作下進行處理。
[0047] 在任何情況下脫水處理都使得在所述煙灰體中獲得1-300重量-ppm的平均羥基 含量。脫水處理的參數(shù)和分別得到的羥基含量示于表1中。測量在此方法階段中的羥基含 量，其中煙灰體在真空中以常見的方式（也如下面所描述）玻璃化和通過IR光譜法對玻璃 化的組件測定平均羥基濃度。由于所述煙灰體的玻璃化，初始羥基含量依然可能變化；因 此，這些僅僅是參考值，從與以其它方式測定的羥基濃度的比較來看其預測值基本上與此 一致。還必須注意的是干燥過程是擴散控制的，從而最后在脫水處理后獲得的羥基含量和 羥基分布取決于所述煙灰體的幾何結構。
[0048] 為了用氟負載，將所述干燥的煙灰管3隨后導入摻雜爐中和在高溫下暴露于含有 含氟物質的氣氛中。負載氟的參數(shù)和結果也示于表1中。
[0049] 氟可以在此與存在的羥基反應并完全或部分地將其替代。因此，這導致氟負載取 決于羥基含量，通常羥基含量越高則氟負載越高，并且與預先發(fā)現(xiàn)的羥基分布大概一致。高 的羥基含量常常伴隨著大的軸向和徑向濃度梯度，然而低的羥基含量從開始也具有低的軸 向和徑向絕對濃度梯度。在負載氟的過程中由此產(chǎn)生氟濃度的軸向/徑向分布。由于本發(fā) 明目標還在于高的氟濃度，所以這可能代表了接受首先不足夠均勻的氟分布性能。
[0050] 測量在此工藝階段中的平均氟含量，如上面對于煙灰體3的羥基含量的大概估計 所解釋的那樣，其中煙灰體3在真空中以常見的方式玻璃化和在濕化學法中對玻璃化組件 測定平均氟濃度。
[0051] 在隨后的后氯化過程中，所述負載氟的煙灰管3在大約與含氯處理氣體等高的溫 度下進行處理。后氯化工藝的參數(shù)和結果也示于表1中。
[0052] 后氯化使得氟可以作為化合物（如SiF4)或作為游離的氟分子在所述煙灰體3內(nèi) 更均勻地分布和與310 2網(wǎng)絡反應。此分布明顯受氯的存在而促進。該過程可以有利于顯 著平穩(wěn)之前不足夠均勻的氟分布性能，其中所述預設的平均氟濃度沒有降低至不再可接受 的程度。后氯化伴隨著煙灰體用氯負載或其進一步用氯負載。通過后氯化提供了足夠平穩(wěn) 的預設氟分布性能，所以實現(xiàn)了最小的氯負載，所需要的平均氟含量越高，此負載越高。
[0053] 同時本發(fā)明用鹵素氟和氯強化處理而必然地產(chǎn)生了較低的羥基含量。初始含有的 羥基由此僅用作用于所述石英玻璃的高的平均氟負載的中間體。
[0054] 以此方式處理的煙灰管3隨后導入具有垂直取向的縱軸的真空玻璃化爐中和由 其下端開始以5mm/min的輸送速率從上部連續(xù)地供應到環(huán)形加熱元件中并逐區(qū)加熱。所述 加熱元件的溫度預設為1400°C。在燒結過程中，熔化前沿在煙灰管3內(nèi)由外向內(nèi)和同時由 頂部向底部行進。在燒結過程中通過在〇. lmbar連續(xù)抽真空保持所述玻璃化爐內(nèi)的內(nèi)壓。
[0055] 由此獲得具有50mm內(nèi)徑的石英玻璃管（外徑：150 mm)，所述管含有氟和氯并且其 特征還在于高純度，特別是低的羥基含量。所述石英玻璃管適合用在光導纖維的預成型品 的近芯部區(qū)域，例如作為用于通過MCVD法內(nèi)沉積的基體管。所述石英玻璃管例如也適合用 于在纖維拉伸過程中外包覆芯棒，用于制備預成型品或作為制造用于激光和半導體應用的 石英玻璃管的半成品。
[0056] 表1中提及的樣品的物理性能以下面的方法為基礎測定。
[0057] (i ) 0H某閉濃度的測量 所述測量借助如 "D.M. Dodd and D.B. Fraser, Optical determination of OH in fused silica, /oaraa/ Vol. 37 (1966)，第 3911 頁"描述的方法進 行。
[0058] (ii)氯濃度的測量: 通過將試樣溶解在HF水溶液中和在加入AgN03后對由此所得的溶液進行濁度分析來 實施所述測量。
[0059] (iii)氟濃度的測量: 通過將試樣溶解在NaOH水溶液中和通過離子電極法測定F濃度進行測量。
[0060] (iv)對氟和氯的徑向濃度件能分布的測量和平詢倌的測定 在壁厚80mm和長度50mm的所述管狀石英玻璃材料中，在大約60個點以1mm的間隔距 離在所述管壁上通過X射線熒光分析（EBMA)測量各自的濃度。
[0061] (V)所沭石英披璃中含有的金屬雜質的測量 通過原子吸收光譜法測定雜質Na、K、Mg、Ca、Fe的濃度和通過電感耦合等離子體質譜 法（ICP-MS)測定雜質 Li、Cr、Ni、Mo 和 W。
[0062] 表 1

【權利要求】
1. 由含氟的合成石英玻璃制備圓柱形組件的方法，包括以下方法步驟： (a) 通過含硅起始化合物的火焰水解或氧化制備煙灰體（3)和將Si02顆粒沉積到載 體⑴上， (b) 通過使煙灰體（3)經(jīng)受脫水處理除去羥基， (c) 通過在含氟氣氛中在至少750°C的氟化溫度下處理所述煙灰體而用氟負載所述煙 灰體（3)， (d) 通過在含氯氣氛中在后氯化溫度下處理所述煙灰體而將所述負載氟的煙灰體（3) 后氯化，和 (e) 通過將所述煙灰體加熱到玻璃化溫度使所述煙灰體（3)玻璃化以獲得圓柱形組 件， 其特征在于： (I) 在根據(jù)方法步驟（b)的脫水處理中，在所述煙灰體（3)中調(diào)節(jié)羥基的濃度使得在玻 璃化之后產(chǎn)生1重量-ppm至300重量-ppm的平均羥基含量， (II) 在根據(jù)方法步驟（c)用氟負載所述煙灰體（3)的過程中，進行用氟負載使得在玻 璃化之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生至少1500重量-ppm的平均氟含量，和 (III) 在根據(jù)方法步驟（d)的后氯化過程中，在所述煙灰體（3)中 ?調(diào)節(jié)羥基含量使得在玻璃化之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生小于〇. 3 重量-ppm的平均羥基含量，和 ?用氯進行負載使得在玻璃化之后在所述組件的合成石英玻璃中獲得至少50重 量-ppm的平均氯含量，進一步的條件是氟含量與氯含量的重量比小于30。
2. 根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于：根據(jù)方法步驟（a)，制備煙灰體（3)，其具有至 少20%且不大于35%的平均密度，優(yōu)選為25%-30%。
3. 根據(jù)權利要求1或2的方法，其特征在于：所述脫水處理包括在真空中或在惰性氣 體中在不含氯的氣氛中加熱所述煙灰體（3)。
4. 根據(jù)前述權利要求任一項的方法，其特征在于：在根據(jù)方法步驟（c)的負載過程中 氟含量和在根據(jù)方法步驟（d)的后氯化過程中用氯負載使得在所述組件的合成石英玻璃 中氟含量以重量份計小于15倍的氯含量。
5. 根據(jù)前述權利要求任一項的方法，其特征在于：所述后氯化包括將所述煙灰體（3) 加熱到750°C -1200°C的溫度。
6. 根據(jù)前述權利要求任一項的方法，其特征在于：通過后氯化調(diào)節(jié)所述煙灰體（3)中 的羥基濃度使得在玻璃化之后在所述組件的合成石英玻璃中產(chǎn)生小于〇. 2重量-ppm的平 均羥基含量。
7. 根據(jù)前述權利要求任一項的方法，其特征在于：根據(jù)方法步驟（e)的所述煙灰體（3) 的玻璃化逐區(qū)地進行。
8. 根據(jù)權利要求7的方法，其特征在于：所述玻璃化包括將所述煙灰體（3)逐區(qū)地預 加熱至玻璃化溫度以下的溫度。
【文檔編號】C03B19/14GK104245610SQ201380020602
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月16日 優(yōu)先權日:2012年4月17日
【發(fā)明者】特羅默 M., 施韋林 M., 茨瓦格 S. 申請人:赫羅伊斯石英玻璃股份有限兩合公司