CN101600663B - 用于制造石英玻璃的二氧化硅浆体以及该浆体的用途 - Google Patents

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Abstract

一种已知用于制造石英玻璃的二氧化硅浆体，含有分散液体及粒度最大为500微米的非晶态二氧化硅颗粒，其中粒度范围为1微米至60微米的二氧化硅颗粒占最大体积含量，且此外粒度小于100纳米的二氧化硅纳米颗粒的含量为0.2重量％至15重量％的范围(基于总固体含量计)。为了据此制备一浆体，其流动特性尤其针对刮涂或浇注浆体物料的加工方面及针对不产生裂纹的干燥及烧结方面最优化，本发明建议，该二氧化硅颗粒具有多峰的粒度分布，粒度分布的第一最大值的范围为1微米至3微米且粒度分布的第二最大值的范围为5微米至50微米，且固体含量(二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒的总重量含量)的范围为83％至90％。

Description

用于制造石英玻璃的二氧化硅浆体以及该浆体的用途
技术领域
本发明涉及一种用于制造石英玻璃的二氧化硅浆体，其含有分散液体(Dispersionsflüssigkeit)和粒度最大为500微米的非晶态二氧化硅颗粒，其中粒度范围为1微米至60微米的二氧化硅颗粒占最大体积含量，且粒度小于100纳米的二氧化硅纳米颗粒的含量为0.2重量％至15重量％(占总固体含量)的范围。
此外，本发明还涉及该二氧化硅浆体的特定用途。
该待制造的石英玻璃以基体(载体)的功能涂层形式存在，或以不透明或半透明的石英玻璃构件的形式存在，例如以带状或平板状石英玻璃构件的形式存在。
背景技术
制造平板状石英玻璃构件方面，已知多种不同技术。美国专利US-PS4,363,647中建议，于一预先烧结的沙床上连续地利用沉积燃烧器沉积出一由二氧化硅烟灰组成的平面层，且利用带状燃烧器玻璃化而产生石英玻璃板。
用于制造石英玻璃板的坩锅刮涂法亦为人所熟知。然而使用该方法时，该板的侧面尺寸会受限于该熔融坩锅的直径。其可能造成所刮涂的石英玻璃板形成波浪，且可达成的准确度相对低。此外，若无用于产生或维持熔融状态下的不透明性的特别措施时，于熔化制造方法中制造不透明的石英玻璃板是不可能的。
一段时间以来，部分或完全由不透明石英玻璃组成的构件及作为光学反射镜的层，被用于产生漫反射。所述反射镜的特点是，于非常好的温度及温度变换稳定性下具足够高的反射度。DE 10 2004 051 846 A1描述利用浆体技术制造该种反射镜。依此方法制造一种被高度填充、可浇铸的含水浆体，其含非晶态的二氧化硅颗粒且以浆体层的形式施加于石英玻璃基体表面。所述非晶态的二氧化硅颗粒将二氧化硅颗粒利用湿式研磨而制成，且其粒度的范围最大为500微米，其中粒度为1微米至50微米范围的二氧化硅颗粒占最大体积含量。
固体含量、二氧化硅颗粒的粒度及粒度分布对于该浆体层的干燥收缩具有影响力。所以，可通过添加较粗的二氧化硅颗粒以减少干燥收缩。在同时含高量的固体物质下，粒度范围为1微米至50微米的二氧化硅颗粒显示出有利的烧结行为及相对少的干燥收缩。因此，该浆体层可被干燥并玻璃化而不产生裂痕，此现象亦归因于该浆体的水相中二氧化硅颗粒彼此间产生交互作用。
为了将该浆体层涂覆于基体表面，建议喷洒、静电辅助喷洒、流涂、泼洒、浸没及涂抹。接着将该浆体层加以干燥并使之玻璃化。
根据DE 103 19 300 A1已知一种利用电泳沉积方法制造由石英玻璃构成的成型体的方法。根据该方法由一根据本文开始时所提及的类型分散体为起点，其含非晶态的D50值为1微米至200微米的较大二氧化硅颗粒，及非晶态的粒度范围为1纳米至100纳米的较小二氧化硅纳米颗粒。二氧化硅纳米颗粒的含量优选为1％至10重量％，其中100重量％剩余的部分是由非晶态的较大二氧化硅颗粒组成。分散体的填充度为10重量％至80重量％间，优选为50重量％至70重量％，且其粘度为1毫帕·秒至1000毫巴·秒，优选为1毫帕·秒至100毫帕·秒。
然而已经发现所述已知浆体的流动性对于一些涂覆技术不是最优的。尤其是根据DE 10 2004 051 846 A1中被高度填充的浆体情况下，已经证实“刮涂”或该浆体物料的刮抹是有问题的，且根据DE 103 19 300 A1中稀薄不粘稠的分散体虽然容易倒出，但却会立即从经涂覆的表面流失，所以仅能用于平面的涂层几何形状，而且也只能实现小的层厚，除上述情形之外，于干燥及烧结时倾向产生裂痕。
由于这种浆体技术使以低廉成本生产精确的层及完整的石英构件成为可行，所以去除上述缺点是值得期待的。
发明内容
所以，本发明的任务在于提供浆体，其流动性尤其是经由刮涂或浇注该浆体物料的加工方面及涉及无裂痕产生的干燥及烧结方面经最优化。
此外，本发明的任务还在于根据本发明的浆体的特定用途。
就浆体而言，该任务从本文开始时提及的浆体出发根据本发明的方式以如下方式实现，即二氧化硅颗粒具有多峰的粒度分布，其粒度分布的第一最大值的范围为1微米至3微米且粒度分布的第二最大值的范围为5微米至50微米，且固体含量(二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒的总重量含量)的范围为83％至90％。
上文所提被高度填充及高粘度的浆体一般表现出膨胀-震凝的行为。其意指该浆体于机械力作用下(如搅拌、振荡、刮平、涂抹、擦拭、刮涂)具有更高的粘度(膨胀)，或粘度于机械力作用后出现短暂增加的现象(震凝性)。下文中所述密切相关的浆体流动特性将概括地以术语“震凝性”或“震凝”表示。
该已知的浆体在机械力作用下会更加粘稠。当浆体层借助工具以例如涂抹或擦拭、抹上(Aufziehen)、刮涂、刮除、刮平等方式涂抹及分配于表面上时，其流动特性被证明是有缺点的。已知的高粘度浆体较不适用于这类涂层技术，其于下文中将以”刮涂”一词概括，这是由于该浆体在分配力作用下变坚硬，因此反作用于均匀分配。静止状态下，该浆体又再度变为流动状态，然后从倾斜的表面上流失。图2的照片呈现出使用如DE 10 2004051 846 A1中所述的浆体情况下的刮涂试验的结果。
已经发现这种浆体的流动特性，通过添加少量的二氧化硅纳米颗粒会向结构粘稠触变特性。
浆体的“触变性”表现为，即其粘度于恒定的剪应力下(大约于恒定的搅拌速度下)于一段时间内稳定地递减。与此近似的是“结构粘度”，于该术语下粘度同样因剪切力而减少，但于恒定的剪应力下却不会继续衰减。
下文中所述密切相关的浆体流动特性将总的以术语“触变性”或“触变”表示。
根据本发明的浆体于剪应力的作用下由于其触变流动特性而液化。此特性有利于浆体物料均匀流出且均匀分配于表面上(同样在分配作用力的作用下)。
浆体的流动特性主要由固体含量决定，也即与二氧化硅纳米颗粒的含量及非晶态二氧化硅颗粒的粒度分布相关连。这将于下文更详细说明：
●本发明浆体的固体含量(二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒的总重量含量)相当高，其值为83％至90％。此高固体含量导致高粘度的浆体(即使在未添加纳米颗粒的情况下)，且其有助于浆体层均匀及少量的收缩，从而减少干燥裂纹及烧结裂纹。当固体物质的含量非常高至超过90％时，则该浆体被进一步加工的可能性随之减少，即使混以二氧化硅纳米颗粒也是如此。
●添加二氧化硅纳米颗粒使非晶态二氧化硅颗粒之间产生交互作用。根据本发明浆体偏(eher)触变的特性可归因于当剪切力出现时二氧化硅颗粒间交互作用的力量减弱所致。当剪切力消失后，在浆体物料处于静止状态时，所述交互作用的力量再度变强，且导致该浆体物料的非晶态二氧化硅颗粒之间彼此产生物理或化学的键，其可对静止中的浆体层产生稳定化作用。
●所述非晶态二氧化硅的颗粒具有多峰的粒度分布。此类的多峰粒度分布具至少两个，优选三个及更多个的分布最大值。此情形使调整浆体高固体物质密度变容易，由此于干燥及烧结时产生的收缩现象及与此相关的裂纹形成的风险都减少。例如D50值为2、5、15、30及40微米的粒度分布可单独或混合使用。
二氧化硅纳米颗粒可经例如氧化或水解含硅的起始化合物制造(下文中亦称的为“热解硅石(pyrogene 
Figure G2007800362161D00041
)”)或将可聚合的硅化合物(二氧化硅溶胶)加以缩聚而制得。使用“热解硅石”时，通常事先净化是有助益的。针对此目的，热解硅石主要是以部分硬化、“暂时性”的二氧化硅颗粒的形式存在，其使得可使用一般用于净化的热加氯法(Heiβchlorierverfahren)。当浆体被均质化时，被净化的颗粒因作用于其的剪切力而又再被粉碎为二氧化硅纳米颗粒。
根据权利要求1中所述的范围调整固体含量、多峰的粒度分布及二氧化硅纳米颗粒的含量，该浆体便可容易适应于各种加工技术。此将于下文更详细说明。使用该种浆体下所适用的加工技术包含刮涂及浇注。与经由浇注方法加工制得的浆体相比，大致较高的二氧化硅纳米颗粒含量更有益于一般刮涂技术。
图1的照片呈现使用根据本发明的浆体情况下的刮涂实验的结果；仅能辨认出均匀白色的区域。
本文中的二氧化硅纳米颗粒是粒度范围为几纳米至100纳米的二氧化硅颗粒。该种纳米颗粒依照BET比表面积为从40平方米/克至800平方米/克，更优选为55平方米/克至200平方米/克。
当浆体中该颗粒的含量少于0.2重量％时，纳米颗粒对浆体流动特性的影响不显著；与之不同的是，当含量超过15重量％则会造成浆体于干燥时产生增强的收缩现象，其可能使无缺陷的干燥及烧结增添困难。于稀薄的浆体层时，可添加较高含量的二氧化硅纳米颗粒，因为稀薄的层比厚度较高的层更少出现收缩裂纹方面的问题。
有关此问题，若浆体含有0.5重量％至5重量％，特别优选1重量％至3重量％的二氧化硅纳米颗粒(基于总固体含量计)，已被证实特别有利。
二氧化硅纳米颗粒所具有的粒度优选小于50纳米。
小的二氧化硅纳米颗粒可将生坯体的外表面密封并致密化，且促成经干燥浆体的生坯强度及烧结活性提升。
当至少80重量％，较优选至少90重量％的二氧化硅颗粒被制成球形时，已被证明特别有利。
球状颗粒使调整浆体中较高固体物质密度变得容易，因而减少干燥及烧结时产生的膨胀。此外，已经表明不透明的石英玻璃层中的球状二氧化硅颗粒有助于提高反射，尤其于红外线的范围内。理想情形是所有二氧化硅颗粒都构造为球状。
但是，就原则上高含量的球状二氧化硅颗粒而言，若浆体含少量的细碎且成碎片的二氧化硅颗粒时，其在某些应用上也已被证明是有利的。
通过添加细碎且成碎片的二氧化硅颗粒(其可利用研磨方式产生)，生坯体的机械强度于干燥后将再继续增强。较大的强度特别于厚度较大的浆体层情况下是明显有利的。该细碎且成碎片的二氧化硅颗粒的粒度大约相当于非晶态二氧化硅颗粒的粒度，且成碎片的二氧化硅颗粒的重量含量最大为10重量％(基于总固体物质的含量计)。
该二氧化硅颗粒优选具有下面粒度分布，其特征为D50值小于50微米，尤其小于40微米。
于该粒度范围中的二氧化硅颗粒显示出有利的烧结特性，且具有相对低的干燥收缩现象，以致相应的浆体层可以特别容易地干燥及烧结而不形成裂纹。此现象可归因于二氧化硅颗粒彼此间的交互作用，其在浆体物料中已经导致形成二氧化硅分子键，其因而使干燥及烧结变得容易。
分散液体可以水的基础存在。该浆体的水相极性可对二氧化硅颗粒的交互作用产生影响。对于根据本发明的浆体，优选基于有机溶剂的分散液体，尤其基于醇类的分散液体。
已经表明，这样的分散液体可使维持触变流动特性变得容易。此外，干燥步骤的进行明显比水的浆体相快。使用此可节省时间，并使载体上浆体层更快速固定，因而可减少在边缘的流失。于该分散液体中添加少量水(＜30体积％)可使加工时间适合各种要求。
尤其关于较低裂纹生成倾向，若固体含量(二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒的总量)优选至少为85重量％，也已被证明是有利的。
优选地，二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒合成的二氧化硅组成。
合成二氧化硅的特征是纯度高。因此，该浆体适用于构造不透明且高纯度的石英玻璃。该石英玻璃的杂质含量低于1ppm(重量)，因此于紫外光范围直至大约180nm吸收很少，因而适合作为用于特别宽的波长范围上的漫射光学宽频反射镜。
基于相同理由，非晶态二氧化硅颗粒的二氧化硅含量优选至少为99.9重量％。
使用这类颗粒情况下所制成的浆体的固体含量的至少99.9重量％由二氧化硅组成(除添加掺杂剂之外)。通常不需要粘合剂或其它添加剂，且理想情况下不含有这些。金属氧化物杂质的含量优选低于1ppm(重量)。
经干燥的二氧化硅浆体层中方石英含量应最高为0.1重量％，否则在烧结该浆体层时会发生结晶现象，其可能导致次品。
若浆体中含氮、碳或这些组分的化合物时，其以氮化物或碳化物的形式被镶入石英玻璃结构中，结果证明可增加由该浆体制成的石英玻璃的耐腐蚀性。
依该方法，向浆体中添加氮和/或碳和/或这些组分的一种或多种化合物。氮化物或碳化物使石英玻璃结构变硬，并使腐蚀抗性变得更佳。适用的起始物质如硅氮烷(Silazane)或硅氧烷(Siloxane)尤其均匀地分布在浆体中，最后产生均匀掺杂的玻璃物料的石英玻璃。
关于应用方面，上文所述的任务依据本发明的方法而解决，其中将根据本发明的二氧化硅浆体用于制造由石英玻璃构成的漫反射的反射镜。
由根据本发明的浆体制成的漫反射反射镜，其特征为，在宽的波长范围上具特别高的反射度。此现象归因于浆体的高固体含量，尤其是添加二氧化硅纳米颗粒。
漫反射反射镜以独立的反射镜构件存在，其与光发射器、加热器一起使用或用于隔热，或该反射镜被构造为载体构件上不透明的二氧化硅涂层。该反射镜例如可制成管子、烧瓶、腔室、钟、轴瓦(Halbschale)、球体或椭圆球体区段、板、隔热档板或此类等的形式。
在第一优选的备选方案中，将该漫反射反射镜以由石英玻璃构成的反射层应用于由石英玻璃构成的载体上。
以该浆体制成的反射层在该浆体被干燥及烧结后会在载体表面上或该载体一部分上形成涂层。该由石英玻璃构成的载体基本上承担整个构件机械或化学上的基本功能，例如机械强度、热稳定性及化学稳定性，而反射层对光学性质则具决定性地位。典型层厚的范围为0.2毫米至3毫米。
其中，反射层及载体是由相同材料或至少由类似的材料组成，这有利于尤其反射层于载体上的粘附力及整个构件温度交变的稳定性。
该浆体的另一备选的和同样优选的用途，其特征为，该漫反射反射镜被构造成无载体，尤其是带状或平板状的石英玻璃构件。
通过添加根据本发明的高浓度浆体，避免了发生收缩裂纹的现象。尤其是制得的平板状或带状的石英玻璃体，其特征是厚度如上述的均匀石英玻璃层，其根据烧结温度及烧结时间长度而可以是不透明或透明的。不透明板优选在烧结温度为1200℃至1350℃制得。此玻璃板特别适合用作漫反射反射镜的构件。若烧结温度更高或烧结时间更久则可制成半透明或甚至全透明。
欲使漫反射反射镜产生特殊的反射特性时，已被证明有利的是使用一浆体，其含一种或多种掺杂剂，该掺杂剂于石英玻璃中于紫外光、可见光及红外光的光谱范围内产生光的吸收。
该浆体优选被用于制造在低于240nm紫外光波长范围内漫反射的漫反射反射镜。
在紫外光波长范围一直往下到波长180nm为止的高反射(例如超过90％)的前提条件是石英玻璃的不透明性及非常高的纯度。纯度可例如通过加入合成制备的二氧化硅确保，其中特别须强调的是微量氧化锂杂质。锂含量为低于100ppb(重量)，尤其是少于20ppb(重量)。
附图说明
下文中本发明将根据实施例及图标进一步说明。各图所示为：
图1照片，其所示为在使用根据本发明的浆体情况下刮涂实验的结果，
图2照片，其所示为在使用根据现有计数的浆体情况下刮涂实验的结果，
图3用于根据本发明浆体(添加二氧化硅纳米颗粒前)的原料成分的二氧化硅粒度分布图，及
图4图3的原料成分的二氧化硅粒度分布的显微照片。
具体实施方式
1.二氧化硅浆体的制备
图3所示为原料成分的粒度分布。其涉及多峰的粒度分布，其具有相对狭窄的粒度分布最大值，约为30微米(D50值)，及约2微米范围的次最大值。D50值为30微米的原料成分于下文中被称为R30。
图4以REM照片形式示出粒度分布。由照片可看出各二氧化硅颗粒均被构造成圆球形。
为了制备该浆体，加入其它原料成分，其具有5微米、15微米及40微米的D50值且它们的粒度分布在其它方面与图3及图4中所示的粒度分布相似。该原料成分各依照其D50值分别被称为R5、R15及R40。该原料成分分别事先以热加氯法在600℃至1200℃范围的温度加以净化。
此外还使用直径为40纳米以“热解硅石”或二氧化硅溶胶形式的二氧化硅纳米颗粒。其中，热解硅石是以部分硬化、“暂时性”的二氧化硅颗粒形式存在，其经由范围为600℃至900℃的低温下烧结之前处理，因此变得部分致密化。为了调整成高纯度，可在含氯气的气氛中作预处理。由于颗粒的初级粒度很微小，所以进行热加氯法时相对低温就已足够。当均质化该悬浮液时，所有颗粒会因为作用于其的剪切力而再度粉碎成二氧化硅纳米颗粒。
下列配方经证实是有利的：
配方1
R30    500克
R15    200克
R5     200克
热解硅石：135克，BET表面积为50平方米/克。
将上述成分分散在纯乙醇中，最后得到85重量％的固体含量。
配方2
R15    395克
R5     54克
一般的含四乙基正硅烷(Tetraethylorthosilan)(TEOS)的二氧化硅溶胶为二氧化硅起始物质并以产生重量6克的二氧化硅为其用量。
将上述固体物质成分分散在111克纯乙醇中，并将二氧化硅溶胶混入该均匀分散体中。
配方3
R15    270克
R5     35克
热解硅石：4克，BET表面积为50平方米/克。
将上述成分分散在70克聚乙烯醇缩丁醛(Polivinylbutural)在甲醇中的溶液中。
依此方法产生的高度填充的浆体表现出触变特性。该浆体因此易涂抹且基于相同原因适用于如刮涂的加工技术。于每一配方中，低于60微米的颗粒占该颗粒最大的体积含量。
完全以合成制备的高纯度球状的二氧化硅颗粒制备的浆体不含方英石(Cristobalit)，且其特征为杂质含量低，少于1ppm(重量)。
图1所示为在使用根据配方1的浆体情况下刮涂实验的结果。由此产生的浆体是连续的，且具有均匀的层厚，所以照片仅反映出均质的白色区域。与此不同的是，在图2照片中，可见不均匀具结块的物料分布，如同在刮涂根据现有计数的具有震凝性的二氧化硅浆体所得到的结果。若将配方1中的热解硅石删除，所得的结果相似。
2.使用根据本发明的浆体制造石英玻璃
实施例1：于载体上制备漫反射的表层区域
使用根据本发明可容易涂抹的二氧化硅浆体，其中该浆体层利用一刮涂工具(Abziehwerkzeug)制备而成，而该刮涂工具对于浆体备用物料起到计量添加并起到分配的作用。
浆体备用物料不是被堆积于载体表面上，就是被放置于储备容器中，浆体可由此储备容器到达载体表面上。于刮涂工具机械分配作用下，并结合根据本发明浆体的触变特性会产生粘度减低的结果，如此可使浆体于载体表面上流出及铺展变得更容易。其有助于可制备出具有预定厚度的同样均匀的层。
针对载体表面做相对运动的刮涂工具，涉及例如涂抹工具，如水平旋转的棒、滚筒、异型抹刀(Formspachtel)等等。重要的是，所述刮涂工具需与载体表面保持一段距离，而该距离与要制备层的厚度有关。
优选地，所述浆体备用物料施加至位于刮涂工具与载体之间的间隙，该间隙可经由刮涂工具与载体之间的相对运动沿着该载体移动。刮涂工具与载体之间的距离形成间隙，其宽度与要制备浆体层的厚度相同。
通常希望制得恒定的层厚。其可通过下面方法实现：即该间隙所具有的宽度是由机械导向构件提供，载体或刮涂工具即沿着此机械导向构件进行它们的相对运动。其中，载体自身也可以作为导向构件使用。
其中，刮涂工具与载体的相对运动是在机械导向构件协助下进行的，其一方面协调该相对运动，另一方面则间接或直接提供载体与刮涂工具的间隙。由此方式便可于进行相对运动时容易保持间隙宽度固定不变。所述导向构件例如是导向轨道，刮涂工具沿该轨道于载体上作移动。间隙宽度则例如直接通过导向轨道的厚度或与刮涂工具相结合的卸料器作调整。
浆体备用物料优选被容纳在储备容器中，其设置于刮涂工具上，并以流动方式与该间隙相衔接。浆体备用物料于此连续地从储备容器中经由空隙到达载体表面上。储备容器是刮涂工具的部分，并确保一直有浆体物料置于间隙的整个间隙宽度上。当刮涂工具移动时，储备容器亦跟着刮涂工具移动。
通常，此间隙具有经调整成适合于该载体的涂覆面的形状。此情形尤其当涂覆面不呈平面，而是例如于长度方向上具呈拱面或斜面延伸的长载体是有用的。在此，刮涂工具的形状被调整为适合于该载体表面轮廓，并确保间隙宽度-横向于相对运动的运动方向观察-是固定不变的。
于实施例中，根据配方2的浆体被用以制造作为红外线发射器包壳管(Hüllrohr)上的反射层，其为所谓的石英玻璃“双生灯管(Zwillingsrohr)”形式。
双生灯管是由横切面呈8字形的石英玻璃包壳管组成，其被中央隔板分成两个用于容纳加热螺旋灯丝的部分腔室。于包壳管背离主发射方向的顶面上应构造用于漫反射的反射层，其为由二氧化硅构成的不透明涂层的形式。制造方法将于下文详细说明。
该双生灯管的表面先以醇清洁，接着以3％的氢氟酸清洁去除其它表面杂质，尤其是碱金属及碱土金属的化合物。随后将该双生灯管插入刮涂装置中。此刮涂装置由长型的用于承载该双生灯管的载体、导向轨道及具有整合的浆体储备容器的刮涂工具组成，该刮涂工具可于导向轨道上，沿着该双生灯管移动。该刮涂工具具有卸料器，其下侧如此构型：以致卸料器对双生灯管的上侧保持固定的2毫米宽度的拉伸间隙。该储备容器与该拉伸间隙以流动的方式相连接，且从刮涂工具移动方向上看，是设置于该间隙前面。
双生灯管上侧不希望进行涂覆的区域被薄膜遮盖住。浆体被装填至储备容器中，且刮涂工具沿着双生灯管经导向轨道快速且均匀地被刮涂。在此，在该拉伸间隙范围内的浆体上施加剪切力，该剪切力因为该浆体触变流动特性造成粘度变小，以致于浆体分布于双生灯管及卸料器之间，和均匀且固定厚度从拉伸间隙卸出。被施加并留滞于涂覆表面上的浆体的粘度于施加后不久随即因触变性又再度升高，所以该涂料不会流散开，而是基本上保持其形状。将遮盖薄膜移除。以此方式，可做到大致上厚度恒定大约为1毫米的浆体层。
使用该刮涂装置及根据本发明的触变性浆体，尽管双生灯管的拱形表面下仍可实现用浆体层于表面上的均匀覆盖，并且确保于干燥及烧结后，产生在光学上均质且符合美学的不透明反射层，厚度为0.8毫米。由于其纯度高，该层于低于200nm的紫外光波长范围内也有反射。该不透明的反射层也适用于超过1000℃的高温。该不透明反射层的反射率将于下文根据图5的反射曲线图作更详细的说明。
图5所示为根据实施例1所制造以二氧化硅不透明层形式的漫反射镜于波长范围从250nm至3000nm的反射特性。在y轴上绘出单位为％的反射度“R”，其是指“Spectralon”的反射率，且在x轴上绘出工作发光波长λ，单位为nm。反射率藉助Ulbricht氏球进行测定。
此曲线示出了厚度为0.8毫米的不透明二氧化硅不透明层的反射率曲线，其中该烧结在空气中于1280℃的烧结炉中进行3小时。由该曲线可看出以无掺杂的二氧化硅所制备的二氧化硅不透明层在为大约300nm至2100nm的波长范围中，具有大致均匀的反射度R，大约为95％。波长于210nm时的反射度总是高于98％。此种在VUV范围内的高反射开启将由此种方式涂覆的构件用于例如紫外光杀菌领域的可能性。
实施例2：石英玻璃板的制备
根据配方3制备均质的浆体。该浆体用于以刮涂的方法制备石英玻璃板。其中在载体上制备厚度为5毫米的浆体层。这只有基于浆体触变流动特性下才有可能。
在层干燥(由于固体含量高及分散液体以醇为基础而于几小时内完成)后该层被烧结。根据烧结温度及烧结时间长短可获得由透明或不透明石英玻璃构成的薄板。

Claims (20)

1.一种用于制造石英玻璃的二氧化硅浆体，其含分散液体和粒度最大为500微米的非晶态二氧化硅颗粒，其中粒度范围为1微米至60微米的二氧化硅颗粒占最大体积含量，且粒度小于100纳米的二氧化硅纳米颗粒的含量为0.2重量％至15重量％范围，基于总固体含量计，其特征在于，该二氧化硅颗粒具有多峰的粒度分布，其粒度分布的第一最大值的范围为1微米至3微米且粒度分布的第二最大值的范围为5微米至50微米，且固体含量，即二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒的总重量含量，的范围为83％至90％。
2.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，其含有0.5重量％至5重量％的二氧化硅纳米颗粒，基于总固体含量计。
3.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，所述二氧化硅纳米颗粒的粒度小于50纳米。
4.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，至少80重量％的所述二氧化硅颗粒被构造成球状。
5.根据权利要求4所述的浆体，其特征在于，其含有细碎、成碎片的二氧化硅颗粒。
6.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，所述二氧化硅颗粒具有如下粒度分布，该粒度分布的特征是，D50值小于50微米。
7.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，所述分散液体以有机溶剂为基础。
8.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，所述固体含量，即二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒的总重量含量，至少为85重量％。
9.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，所述二氧化硅颗粒及二氧化硅纳米颗粒由合成二氧化硅组成。
10.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，非晶态二氧化硅颗粒的二氧化硅含量为至少99.9重量％。
11.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，其含有氮、碳或这些组分的化合物，由此所述化合物以氮化物或碳化物的形式被嵌入石英玻璃结构中。
12.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，至少90重量％的所述二氧化硅颗粒被构造成球状。
13.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，所述二氧化硅颗粒具有如下粒度分布，该粒度分布的特征是，D50值小于40微米。
14.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，所述分散液体以醇类为基础。
15.根据权利要求1所述的浆体，其特征在于，其含有1重量％至3重量％的二氧化硅纳米颗粒，基于总固体含量计。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的二氧化硅浆体用于制造由石英玻璃构成的漫反射反射镜的用途。
17.根据权利要求16所述的用途，其特征在于，所述漫反射反射镜构造为在由石英玻璃构成的载体上的由石英玻璃构成的反射层。
18.根据权利要求16所述的用途，其特征在于，所述漫反射反射镜构造为无载体，带状或平板状的石英玻璃构件。
19.根据权利要求16所述的用途，其特征在于，所述漫反射反射镜为产生特殊的反射特性含有一种或多种掺杂剂，所述掺杂剂于石英玻璃中于紫外光、可见光及红外光的光谱范围内产生光学吸收。
20.根据权利要求16所述的用途，其特征在于，所述漫反射反射镜被用于在低于240nm的紫外光波长范围内漫反射。
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