ES2306204T3

ES2306204T3 - Componente con una capa reflectora y procedimiento para su produccion.

Info

Publication number: ES2306204T3
Application number: ES05777540T
Authority: ES
Inventors: Armin Maul; Thorsten Herbert; Jurgen Weber; Sven Linow; Stefan Fuchs; Andreas Schreiber; Reinhard Sellner
Original assignee: Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2008-11-01
Anticipated expiration: 2025-08-23
Also published as: EP1784368B1; KR20070054686A; DE102004051846B4; DE502005004213D1; JP5008198B2; CA2575799C; KR101113777B1; ATE396155T1; CA2575799A1; DE102004051846A1; JP2008510677A; PL1784368T3; WO2006021416A1; EP1784368A1

Abstract

Componente con una capa reflectora que constituye un reflector para un radiador óptico o una parte de un radiador óptico y que incluye un cuerpo de base de cristal de cuarzo cuya superficie está revestida como mínimo parcialmente con una capa reflectora, caracterizado porque está prevista una capa cubriente de SiO2 como mínimo parcialmente opaco (7a; 9) que actúa como reflector difusor, y la capa cubriente de SiO2 (7a; 9) consiste en un material del mismo tipo que el material del cuerpo de base (1; 8), diferenciándose los contenidos de SiO 2 de la capa cubriente y del cuerpo de base como máximo en un 3% en peso.

Description

Componente con una capa reflectora y procedimiento para su producción.

La invención se refiere a un componente con una capa reflectora, que incluye un cuerpo de base de cristal de cuarzo cuya superficie está revestida como mínimo parcialmente con una capa reflectora.

La invención se refiere además a un procedimiento para producir un componente con capa reflectora de este tipo revistiendo la superficie de un cuerpo de base de cristal de cuarzo como mínimo parcialmente con una capa reflectora.

El cristal de cuarzo se caracteriza por un coeficiente de dilatación bajo, una transparencia óptica en una región espectral amplia y una alta resistencia química y térmica. Los componentes de cristal de cuarzo se utilizan para numerosas aplicaciones, como por ejemplo en la fabricación de lámparas como vainas tubulares, ampollas, placas de cubierta o soportes de reflector para lámparas y dispositivos de irradiación en la región espectral ultravioleta, infrarroja y visible. El cristal de cuarzo se dopa con otras sustancias para producir propiedades especiales.

Con frecuencia, la estabilidad temporal y el rendimiento de la radiación de trabajo emitida desempeñan un papel importante en la fabricación de lámparas. Para reducir al mínimo las pérdidas de radiación, los radiadores ópticos se proveen de un reflector. El reflector está unido de forma fija con el radiador o se trata de un componente reflector dispuesto separado del radiador. Las superficies de los reflectores de alta calidad, que se pueden utilizar en un entorno químicamente agresivo sin que se produzcan deterioros en el material reflector y sin que el factor de reflexión disminuya de forma apreciable, son de oro.

El documento DE 40 22 100 C1 da a conocer un componente de este tipo en forma de un radiador infrarrojo equipado con un reflector de oro. El radiador infrarrojo sirve como panel radiador y está formado por varios tubos de lámpara de cristal de cuarzo que están montados sobre una placa de soporte común de cristal de cuarzo y dentro de los cuales se extiende en cada caso una espiral de calefacción. La cara superior de esta disposición de tubos de lámpara constituye la superficie de radiación del panel radiador infrarrojo. La cara inferior libre de la placa de soporte de cristal de cuarzo dispuesta enfrente de la cara superior está provista de una capa reflectora de oro.

En el documento DE 198 22 829 A1 se describe un radiador infrarrojo de onda corta en el que el tubo de lámpara está realizado en forma de un, así llamado, tubo gemelo. Una vaina tubular de cristal de cuarzo está dividida por un alma longitudinal en dos cámaras parciales paralelas entre sí, y dentro de una o de las dos cámaras parciales se extiende una espiral de calefacción. El lado del tubo gemelo opuesto a la dirección principal de la radiación de IR está revestido con una capa de oro que sirve como reflector.

Sin embargo, las capas reflectoras de oro son caras y sólo presentan una resistencia limitada a la temperatura y los cambios de temperatura.

También se conoce el procedimiento para reducir la transmisión o para modificar el espectro de ondas luminosas transmitido consistente en matear ampollas de lámpara, por ejemplo mediante ataque con ácido o mediante el revestimiento del interior de la ampolla con un polvo difusor de la luz en forma de partículas, como por ejemplo una mezcla de arcilla y dióxido de silicio.

El documento US-A-5766680 describe un procedimiento para producir una capa estructurada de un material inorgánico (vítreo, cerámico o vitrocerámico) sobre superficies de substrato mediante una técnica de sol-gel en la que se utilizan silanos hidrolizables y policondensables. Opcionalmente, la capa estructurada puede tener otra función, que se produce mediante adición de material de carga en partículas finas.

Por consiguiente, la invención tiene por objetivo poner a disposición un componente, en particular para ser utilizado en la fabricación de lámparas y reflectores, provisto de una capa reflectora eficaz, química y térmicamente resistente y no obstante económica.

La invención también tiene por objetivo indicar un procedimiento para producir un componente de este tipo.

En lo que respecta al componente, este objetivo se resuelve según la invención partiendo del componente de cristal de cuarzo descrito en la introducción y previendo una capa cubriente de SiO_{2} de un cristal de cuarzo como mínimo parcialmente opaco que actúa como reflector difusor.

La capa reflectora del componente de cristal de cuarzo según la invención consiste en un cristal de cuarzo como mínimo parcialmente opaco. La capa cubriente de SiO_{2} cubre total o parcialmente el cuerpo de base y actúa como un reflector óptico difusor. Está hecha totalmente o en su mayor parte de SiO_{2} dopado o no dopado.

El componente de cristal de cuarzo se utiliza preferentemente en la fabricación de lámparas y reflectores, donde se encuentra en forma de un tubo, ampolla, cámara, semiconcha, segmento esférico o elipsoidal, placa, escudo térmico o similar. El componente de cristal de cuarzo bien forma parte de un radiador óptico con reflector integrado, estando formado éste por la capa cubriente de SiO_{2}, bien constituye un reflector independiente que se utiliza junto con un radiador óptico.

El cuerpo de base consiste en un cuerpo de cristal de cuarzo producido con materias primas sintéticas o naturales. Por regla general, el cuerpo de base es transparente.

Se ha comprobado que una capa cubriente de un cristal de cuarzo como mínimo parcialmente opaco presenta un factor de reflexión que es suficiente para la mayoría de las aplicaciones. La capa cubriente de SiO_{2} se caracteriza por una excelente resistencia química y térmica y estabilidad mecánica. Es especialmente destacable la alta resistencia a los cambios de temperatura de la capa cubriente de SiO_{2} sobre el cuerpo de base de cristal de cuarzo.

Además, la capa cubriente de SiO_{2} se puede producir de forma económica. Más abajo se describe más detalladamente un método adecuado. Sobre la superficie del cuerpo de base prevista como reflector se aplica una capa de una barbotina que contiene partículas de SiO_{2}, a partir de la cual, mediante secado y vitrificación subsiguiente, se obtiene la capa cubriente de SiO_{2}. Durante la vitrificación se ha de prestar atención para que la capa cubriente de SiO_{2} se mantenga como mínimo parcialmente opaca con el fin de conservar un factor de reflexión suficiente.

Se ha comprobado que resulta ventajoso que la capa cubriente de SiO_{2} consista en un material del mismo tipo que el material del cuerpo de base.

En este contexto, por un "material del mismo tipo" se entiende que los contenidos de SiO_{2} de la capa cubriente y el cuerpo de base difieren entre sí como máximo en un 10% en peso, preferentemente como máximo en un 3% en peso. De este modo se logra una adherencia especialmente buena de la capa cubriente sobre el cuerpo de base y, en particular, una alta resistencia a los cambios de temperatura de este conjunto.

En una forma de realización preferente del componente de cristal de cuarzo según la invención, el cuerpo de base está configurado como un cuerpo envolvente de cristal de cuarzo para el alojamiento de un emisor de radiación. El cuerpo envolvente de cristal de cuarzo rodea un emisor de radiación, como por ejemplo una espiral de calefacción, una banda de carbono o una carga de gas emisor de radiación, y al mismo tiempo una parte del cuerpo envolvente está provista de la capa cubriente de SiO_{2} que actúa como reflector.

En una primera variante de realización preferente del componente según la invención, la capa cubriente de SiO_{2} está prevista en la cara exterior del cuerpo envolvente orientada en sentido opuesto al emisor de radiación.

De este modo se evitan perjuicios en el emisor de radiación o en la atmósfera dentro del cuerpo envolvente.

En una segunda variante de realización del componente según la invención, igualmente preferente, la capa cubriente de SiO_{2} está prevista en la cara interior del cuerpo envolvente orientada hacia el emisor de radiación.

La capa reflectora prevista en la cara interior está en una posición directamente adyacente al emisor de radiación, con lo que se evitan pérdidas por absorción a través del material del cuerpo envolvente. Con frecuencia es más fácil aplicar la capa cubriente sobre la cara interior del cuerpo envolvente que sobre la cara exterior y, sobre todo, el cuerpo envolvente la protege contra daños mecánicos.

Las siguientes explicaciones se refieren a una forma de realización especialmente preferente del componente según la invención, en la que el SiO_{2} como mínimo parcialmente opaco contiene un material de dopado que provoca una absorción óptica en la región espectral ultravioleta, visible o infrarroja y, en consecuencia, produce una reflexión selectiva de la capa reflectora.

La capa cubriente de SiO_{2} contiene uno o más materiales de dopado que provocan una reflexión selectiva de la capa reflectora. Para ello se utiliza un material de dopado que provoca en el cristal de cuarzo una o más líneas de absorción en la región espectral ultravioleta, visible y/o infrarroja. De este modo, el espectro de ondas luminosas reflejado por la capa reflectora ya no contiene una parte de la radiación absorbida. En este sentido, la capa reflectora también actúa como filtro y puede sustituir o complementar una medida de filtrado por lo demás necesaria, como un dopado del cristal de cuarzo del cuerpo de base o un revestimiento con un material de filtro.

La capa cubriente de SiO_{2} reflectora de forma selectiva en el sentido de la invención se puede producir de forma económica mediante el procedimiento descrito más a bajo a través de un proceso de barbotina. Para producir un reflector con efecto de selección de longitudes de onda, a la barbotina o la capa cubriente de SiO_{2} porosa se le añaden (antes de la vitrificación) uno o más materiales de dopado o un producto primario a partir del cual se forma el material de dopado en el curso del procesamiento posterior.

Una forma de realización preferente del componente según la invención con capa reflectora de efecto selectivo se caracteriza porque la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 200 a 300 nm, y porque el material de dopado produce una línea de absorción óptica en la región espectral por encima de 300 nm.

Esta forma de realización es especialmente adecuada para aquellas aplicaciones en las que la radiación de trabajo reflejada de la región espectral ultravioleta ha de estar total o parcialmente libre de partes de la región espectral visible o infrarroja, por ejemplo para reducir el calentamiento por radiación IR de un artículo irradiado con radiación UV.

Por el coeficiente de reflexión se entiende la relación de intensidad entre la radiación que incide perpendicularmente sobre el reflector y la radiación reflejada. Para la medición de la radiación reflejada difusa es adecuada una bola de Ulbricht.

En una variante alternativa, pero igualmente preferente, del componente con capa reflectora de efecto selectivo está previsto que la capa cubriente de SiO_{2} presente un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 400 nm a 800 nm, y que el material de dopado produzca una línea de absorción óptica en la región espectral infrarroja por encima de 1000 nm.

Esta forma de realización del componente óptico según la invención con capa reflectora de efecto selectivo es particularmente adecuada para aquellas aplicaciones en las que la radiación de trabajo reflejada de la región espectral visible ha de estar total o parcialmente libre de partes de la región espectral infrarroja, por ejemplo, para reducir el calentamiento de lámparas o partes de las mismas, como electrodos y similares, por la radiación IR.

El material de dopado que produce una absorción en el cristal de cuarzo en la región espectral infrarroja incluye preferentemente una o más de las siguientes sustancias: grupos hidroxilo, V, Yb, Eu, Nd.

Para absorber una mayor proporción de intensidad y longitudes de onda de la radiación IR en el material reflector, la capa cubriente de SiO_{2} contiene ventajosamente varios materiales de dopado del grupo arriba mencionado.

En otra variante preferente del componente está previsto que la capa cubriente de SiO_{2} presente un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 1000 nm a 2000 nm, y que el material de dopado produzca una línea de absorción óptica en la región espectral ultravioleta entre 150 y 400 nm.

Esta forma de realización del componente óptico según la invención con capa reflectora de efecto selectivo es particularmente adecuada para aquellas aplicaciones en las que la radiación de trabajo en la región IR a causa de la reflexión en la capa reflectora selectiva ha de estar total o parcialmente libre de partes de la región espectral ultravioleta, por ejemplo para reducir una proporción de UV eventualmente perjudicial del espectro luminoso IR en los radiadores de infrarrojos utilizados en el campo médico, privado o industrial.

En otra variante preferente del componente según la invención con capa reflectora de efecto selectivo, la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 400 nm a 800 nm, y el material de dopado produce una línea de absorción óptica en la región espectral ultravioleta entre 150 y 400 nm.

Esta forma de realización está prevista en particular para aquellas aplicaciones en las que la radiación de trabajo reflejada de la región espectral visible ha de estar total o parcialmente libre de partes de la región espectral ultravioleta, por ejemplo en caso de medios de iluminación como los radiadores halógenos, en los que se ha de eliminar del espectro luminoso visible una parte de UV eventualmente nociva para la salud.

El material de dopado que absorbe radiación UV en el cristal de cuarzo de la capa cubriente de SiO_{2} se selecciona preferentemente entre el siguiente grupo: Ti, Fe, Ce.

Para absorber una mayor proporción de intensidad o longitudes de onda de la radiación UV en el material reflector, la capa cubriente de SiO_{2} contiene ventajosamente varios materiales de dopado del grupo arriba mencionado.

En otra variante preferente del componente según la invención con capa reflectora de efecto selectivo, la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 600 nm a 800 nm, produciendo el material de dopado una línea de absorción óptica en la región espectral visible entre 300 nm y 600 nm.

Esta forma de realización está particularmente adaptada para aquellas aplicaciones en las que la radiación de trabajo reflejada de una primera región del espectro visible, que incluye longitudes de onda más largas, ha de estar total o parcialmente libre de partes de una segunda región del espectro visible, que incluye longitudes de onda más cortas. En esta forma de realización, la capa cubriente de SiO_{2} tiene color debido al filtrado de partes del espectro luminoso visible por reflexión selectiva. Esto permite diseñar el componente de cristal de cuarzo con color. Por ejemplo, el cristal de cuarzo se ve rojo si se reflejan sólo o preponderantemente componentes rojas del espectro luminoso incidente y las partes con longitudes de onda más cortas de la luz visible son absorbidas total o parcialmente por el material reflector.

Un material de dopado adecuado para la absorción en la región de onda corta de la región espectral visible es por ejemplo el Cu o el Sm.

Por el contrario, para otras aplicaciones ópticas resulta ventajoso que la radiación de trabajo reflejada de una región del espectro visible que incluye longitudes de onda más cortas, como por ejemplo de 300 a 400 nm, esté total o parcialmente libre de partes de una región espectral visible con longitudes de onda más largas, por ejemplo por encima de 400 nm. Esto se puede lograr mediante el componente según la invención por ejemplo dopando el material reflector con Nd.

En una forma de realización especialmente preferente del componente según la invención con capa reflectora de efecto selectivo, la capa cubriente de SiO_{2} contiene partículas cristalinas nanométricas.

A causa de su tamaño y composición, las partículas cristalinas nanométricas generan efectos ópticos especiales, como por ejemplo dispersión, polarización o absorción. Se añaden a la barbotina durante la producción de la capa cubriente de SiO_{2} y no se funden durante la sinterización o vitrificación de la capa de barbotina.

Preferentemente, las partículas cristalinas nanométricas consisten en diamante o nanotubos de carbono.

Éstos consisten en modificaciones de carbono de alto punto de fusión que se comportan de forma químicamente inerte en el cristal de cuarzo. Los nanotubos de carbono son pequeñas formaciones tubulares microscópicas, también conocidas como "carbon nanotubes".

Los efectos ópticos de las partículas cristalinas nanométricas resaltan más si la capa cubriente de SiO_{2} presenta áreas transparentes. En este caso, la opacidad remanente de la capa cubriente de SiO_{2} se basa total o parcialmente en las partículas cristalinas nanométricas añadidas.

Cuanto más gruesa es la capa cubriente de SiO_{2}, más completa es la reflexión de la radiación. Sin embargo, los espesores de capa de más de 3 mm son difíciles de producir y el efecto adicional del mayor espesor de capa apenas es perceptible. En caso de espesores de capa de SiO_{2} con espesores de menos de 0,1 mm se requieren altas concentraciones del material de dopado, lo que puede modificar de forma desventajosa las propiedades físicas y químicas del cristal de cuarzo y la capa cubriente.

Mediante la aplicación de capas sucesivas con propiedades ópticas diferentes se pueden lograr efectos ópticos especiales, por ejemplo supresión de reflejos o creación de diferentes desarrollos de absorción dentro de la capa cubriente de SiO_{2}.

En lo que respecta al procedimiento, el objetivo arriba indicado se resuelve según la invención partiendo del procedimiento mencionado en la introducción de la siguiente manera: se produce una barbotina que contiene partículas de SiO_{2} amorfas y se aplica sobre la superficie del cuerpo de base formando una capa de barbotina, la capa de barbotina se seca y a continuación se vitrifica formando la capa cubriente de SiO_{2}.

En el procedimiento según la invención, el cuerpo de base de cristal de cuarzo se provee de una capa cubriente de SiO_{2} mediante un procedimiento de colado de barbotina. Un desafío técnico particular consiste en evitar el resquebrajamiento de la capa de barbotina durante el secado o la vitrificación, a pesar de que el volumen de la capa disminuye sin que el cristal de cuarzo del cuerpo de base pueda ceder correspondientemente.

Para ello, en primer lugar se produce una barbotina fácil de colar que contiene partículas de SiO_{2} amorfas. La barbotina se aplica sobre el cuerpo de base como "capa de barbotina" y a continuación se seca y se vitrifica. Debido a las interacciones entre sí, las partículas de SiO_{2} amorfas ya estabilizan la capa de barbotina en estado pastoso y seco y favorecen la actividad de sinterización, lo que posibilita la sinterización de la capa de barbotina seca a una temperatura relativamente baja formando una capa cubriente de SiO_{2} densa y sin fisuras. Las partículas de SiO_{2} consisten en SiO_{2} producido sintéticamente o en una materia prima natural purificada, tal como se describe por ejemplo en el documento DE 44 40 104 C2.

Además de las partículas de SiO_{2} amorfas, la barbotina también puede contener componentes precursores para la formación de partículas de SiO_{2}. Se trata de compuestos de silicio hidrolizables como los utilizados en procedimientos de sol-gel para la producción de SiO_{2}. Los componentes precursores de este tipo forman a través de su hidrólisis compuestos moleculares en la capa de barbotina, producen una solidificación y facilitan de este modo la sinterización. Sin embargo, en altas concentraciones también conducen a una alta contracción de secado y pueden contribuir a la formación de fisuras, lo que limita la proporción de componentes precursores de este tipo en la bar-
botina.

El tamaño y la distribución de las partículas de SiO_{2} influyen en la contracción de secado de la capa de barbotina. Por ejemplo, utilizando partículas de SiO_{2} más gruesas se puede reducir la contracción de secado.

El secado de la capa de barbotina tiene lugar mediante eliminación de humedad a temperatura ambiente, mediante calentamiento o mediante liofilización. Después del secado, la capa de barbotina se vitrifica calentándola a una temperatura elevada que conduce a una sinterización de las partículas de SiO_{2} y a la formación de una capa cubriente, densa y sin fisuras, de cristal de cuarzo opaco o parcialmente opaco que cubre toda la superficie del cuerpo de base o una parte de ella.

Mediante el procedimiento según la invención se pueden producir capas cubrientes de SiO_{2} de alta densidad, por lo que este procedimiento ofrece una posibilidad preferente para la producción de la capa reflectora de SiO_{2} como mínimo parcialmente opaca.

Preferentemente, para la formación de la capa cubriente se utilizan partículas de SiO_{2} que presentan tamaños hasta como máximo 500 \mum, preferentemente como máximo 100 \mum, estando formada la mayor parte del volumen por partículas de SiO_{2} con tamaños entre 1 \mum y 50 \mum.

Las partículas de SiO_{2} de esta gama de tamaños presentan un comportamiento de sinterización ventajoso y una contracción de secado relativamente baja. Se ha comprobado que, con una barbotina de este tipo, la capa de barbotina se puede secar y vitrificar de forma especialmente sencilla sin formación de fisuras. Esto se puede deber a una contracción de secado suficientemente baja y a las interacciones de las partículas de SiO_{2} entre sí, que puede llegar a conducir a la formación de enlaces de SiO_{2} moleculares y facilitan el secado y la sinterización.

A ello contribuyen la naturaleza polar de la fase acuosa de la barbotina y un procedimiento en el que las partículas de SiO_{2} se producen mediante molienda en húmedo de los granos de SiO_{2} iniciales.

La distribución granulométrica deseada se ajusta mediante el proceso de homogeneización de la barbotina, reduciéndose el tamaño de las partículas de SiO_{2} durante la homogeneización en función de su grado de solidificación partiendo de granos relativamente gruesos, por ejemplo con diámetros entre 200 \mum y 5000 \mum. Durante la molienda en húmedo, dentro de la barbotina acuosa se forman partículas de SiO_{2} de todos los tamaños, también partículas que debido a las interacciones entre sí ya forman en la barbotina los enlaces arriba descritos, lo que mejora la estabilidad de la capa de barbotina.

La proporción de cristobalita en la capa de barbotina de SiO_{2} seca debería ser como máximo del 1% en peso, ya que, de lo contrario, durante la vitrificación de la capa de barbotina se puede producir una cristalización que puede hacer que el componente tenga que ser desechado. En este contexto es esencial la utilización de partículas de SiO_{2} amorfas desde un principio.

Para la aplicación de la capa de barbotina son adecuados los procedimientos conocidos, como por ejemplo pulverización, pulverización con apoyo electrostático, riego, inmersión o extensión. No obstante, la capa de barbotina se produce preferentemente mediante inmersión.

Una rugosificación previa de la superficie del cuerpo de base puede mejorar la adherencia tanto de la capa de barbotina como de la capa cubriente de SiO_{2} densa producida por vitrificación de ésta.

El riesgo de formación de fisuras durante la vitrificación también se puede reducir mediante un control adecuado de la temperatura. Preferentemente, la vitrificación de la capa de barbotina seca tiene lugar a una temperatura máxima relativamente baja, entre 1000ºC y 1600ºC, preferentemente entre 1100ºC y 1400ºC. En una variante de procedimiento especialmente preferente, la vitrificación de la capa de barbotina seca tiene lugar en una atmósfera de hidrógeno.

Debido a su alta tasa de difusión en el cristal de cuarzo, el hidrógeno es especialmente adecuado para una transferencia térmica. Mediante un buen transporte del calor se logra que entre la alta temperatura de la superficie y la baja temperatura del interior de la capa cubriente de SiO_{2} o del área todavía no vitrificada de la capa de barbotina seca porosa se forme un gradiente de temperatura lo más plano posible. De este modo se asegura un avance del frente de fusión desde afuera hacia adentro y, con ello, que la vitrificación también tenga lugar en las zonas interiores de la capa de barbotina, incluso en caso de temperaturas de vitrificación bajas. Para ello es suficiente un contenido de hidrógeno de como mínimo el 70%. Además de hidrógeno, la atmósfera para la vitrificación también puede contener por ejemplo nitrógeno y preferentemente helio. Si la acción del calor durante la vitrificación ha de ser corta y estar limitada esencialmente a las zonas cubiertas por una capa de barbotina de SiO_{2} a vitrificar, para la vitrificación también se puede utilizar una llama de soplete o un láser. De este modo se evitan en gran medida las deformaciones plásticas del componente.

El espesor de la capa cubriente de SiO_{2} se puede aumentar sucesivamente realizando varias veces el procedimiento según la invención.

También ha dado buen resultado añadir a la barbotina materiales de dopado en forma de compuestos con contenido de aluminio, nitrógeno o carbono.

En esta variante de procedimiento, en la capa cubriente de SiO_{2} se incorporan uno o más materiales de dopado que otorgan al cristal de cuarzo una propiedad específica, como por ejemplo una reducción de la absorción y, en consecuencia, una mejora de la reflexión.

Por ejemplo, una adición de aluminio produce Al_{2}O_{3} en el cristal de cuarzo de la capa cubriente, que refuerza la estructura de cristal y con ello la resistencia térmica de la capa cubriente y además modifica el índice de refracción. Las sustancias de partida adecuadas se distribuyen de forma especialmente homogénea en la barbotina, de lo que resulta un dopado homogéneo del cristal de cuarzo de la capa cubriente.

La capa cubriente de SiO_{2} producida de este modo se caracteriza por una alta fuerza de adherencia sobre cristal de cuarzo y sus propiedades se pueden modificar fácilmente y adaptar a numerosas aplicaciones concretas mediante cambios sencillos en el procedimiento, por ejemplo en la temperatura de vitrificación o en la adición de materiales de dopado.

Para producir una capa reflectora de efecto selectivo (como se ha descrito más arriba en relación con el componente según la invención), en la barbotina se introduce preferentemente un material de dopado que provoca en el cristal de cuarzo una absorción óptica en la región espectral ultravioleta, visible o infrarroja, logrando de este modo una reflexión selectiva de la capa reflectora.

El material de dopado se distribuye uniformemente en la barbotina, lo que al fin y al cabo conduce a un dopado especialmente homogéneo del cristal de cuarzo de la capa cubriente. No obstante también es posible incorporar el material de dopado en la capa de barbotina líquida, seca o presinterizada, siempre que ésta no sea porosa.

La invención se explica más detalladamente a continuación con referencia a ejemplos de realización y a dibujos. Los dibujos muestran en particular:

la figura 1 una representación esquemática de una placa reflectora de cristal de cuarzo con una capa reflectora en forma de una capa cubriente de SiO_{2} en sección transversal;

la figura 2 una representación esquemática de un radiador infrarrojo en forma de un radiador de tubo gemelo, con una vaina tubular cuya cara superior está cubierta parcialmente con una capa de barbotina o con una capa reflectora;

la figura 3 un perfil de calentamiento para la vitrificación de una capa de barbotina sobre un cuerpo de base de cristal de cuarzo;

la figura 4 una curva de reflexión de una capa cubriente de SiO_{2} dopada con aluminato de cerio-praseodimio; y

la figura 5 un diagrama con varias curvas de reflexión para comparar.

Ejemplo 1

Se preparara una barbotina básica. Para una carga de 10 kg de barbotina básica (barbotina de SiO_{2}-agua), en un molino de tambor revestido con cristal de cuarzo con una capacidad volumétrica de aproximadamente 20 litros se mezclan 8,2 kg de granos de cristal de cuarzo amorfo de origen natural con tamaños de grano entre 250 \mum y 650 \mum y 1,8 kg de agua desionizada con una conductividad inferior a 3 \muS. Esta mezcla se muele durante 3 días mediante bolas de molienda de cristal de cuarzo sobre un soporte de rodillos a 23 r.p.m. hasta que se forma una barbotina básica homogénea con un contenido de sólidos del 79%. Durante la molienda se produce una bajada del valor pH a aproximadamente 4 debido a la disolución del SiO_{2}.

La barbotina básica homogénea y estable así obtenida se mezcla con otros granos de SiO_{2} amorfos en forma de partículas esféricas con un tamaño de alrededor de 5 \mum, hasta alcanzar un contenido de sólidos del 84% en peso. La mezcla se homogeneiza durante 12 horas en un molino de tambor a una velocidad de 25 r.p.m. La barbotina así obtenida tiene un contenido de sólidos del 84% y una densidad de aproximadamente 2,0 g/cm^{3}. Las partículas de SiO_{2} obtenidas en la barbotina 14 después de la molienda de los granos de cristal de cuarzo presentan una distribución granulométrica caracterizada por un valor D_{50} de aproximadamente 8 \mum y un valor D_{90} de aproximadamente 40 \mum. Esta barbotina es dilatante. La propiedad reológica de la barbotina designada como "dilatancia" se demuestra por el hecho de que su viscosidad aumenta en función de la velocidad de cizallamiento. A causa de ello, la viscosidad aumenta cuando ya no hay fuerzas de cizallamiento (después de aplicar la barbotina como capa de barbotina sobre el componente de cristal de cuarzo), lo que facilita la formación de una capa de barbotina uniforme.

En la barbotina se sumerge durante unos segundos una placa de cristal de cuarzo con la que se ha de producir una placa reflectora para un radiador IR. La superficie de la placa de cristal de cuarzo se había limpiado previamente con alcohol y ajustado a una rugosidad media R_{a} de 2 \mum mediante ataque químico (congelación). De este modo, sobre la placa de cristal de cuarzo se forma una capa cerrada y uniforme de barbotina con un espesor de aproximadamente 2,5 mm. Esta capa de barbotina se seca al aire primero durante aproximadamente 5 horas a temperatura ambiente y a continuación mediante un radiador IR. La capa de barbotina seca está libre de fisuras y presenta un espesor medio de algo menos de 2,2 mm.

A continuación, la capa de barbotina seca así producida se vitrifica bajo atmósfera de aire en un horno de sinterización. El perfil de calentamiento incluye una rampa de calentamiento inicialmente muy inclinada, durante la cual la capa de barbotina se calienta desde la temperatura ambiente a una temperatura de calentamiento inferior de 1000ºC en un plazo de una hora. La capa de barbotina se mantiene a la temperatura de calentamiento inferior durante una hora y después, a través de una segunda rampa de calentamiento poco inclinada, se calienta a una temperatura de calentamiento superior de 1350ºC en un plazo de cuatro horas. En el ejemplo de realización, la temperatura de calentamiento superior se mantiene durante dos horas. Después, la capa de barbotina está completamente sinterizada, es opaca y, según se puede observar a simple vista, está libre de burbujas.

El enfriamiento subsiguiente se lleva a cabo en el horno bajo atmósfera de aire hasta una temperatura de 500ºC con un índice de enfriamiento regulado de 15ºC/min, y después por enfriamiento libre manteniendo el horno cerrado.

La placa reflectora así obtenida está representada esquemáticamente en la figura 1. Consiste en la placa de cristal de cuarzo 8 con unas dimensiones de 300 mm x 300 mm x 2 mm, cuyas caras planas están completamente cubiertas por una capa cubriente de SiO_{2} que consiste en cristal de cuarzo opaco y presenta un espesor de capa medio de alrededor de 2 mm, y que se caracteriza por la ausencia de fisuras y por una alta densidad de aproximadamente 2,15 g/cm^{3}. La capa cubriente de SiO_{2} está dibujada con un espesor exagerado en la figura 1 para facilitar su representación.

Esta placa reflectora es térmicamente resistente hasta temperaturas de más de 1100ºC y se puede utilizar por ejemplo en sustitución de las placas reflectoras de molibdeno empleadas normalmente para aplicaciones de alta temperatura de este tipo.

En lugar de producir una capa cubriente de SiO_{2} opaca por ambos lados de la placa de cristal de cuarzo, ésta también puede estar provista de una capa de este tipo por un solo lado. En este caso, la aplicación de la capa de barbotina tiene lugar preferentemente mediante pulverización en lugar del procedimiento de inmersión arriba descrito.

La capa cubriente de SiO_{2} 9 produce una reflexión difusa omnidireccional en límites de fase. Mediante una geometría curvada o convexa del componente, como es habitual en los reflectores, se puede establecer una porción direccional en la reflexión difusa.

Ejemplo 2

Se prepara una barbotina básica tal como se describe en el ejemplo 1, que se utiliza para producir una capa reflectora sobre una vaina tubular para un radiador infrarrojo en forma de un, así llamado, "tubo gemelo" de cristal de cuarzo.

En la figura 2 está representado esquemáticamente un tubo gemelo de este tipo. Éste consiste en una vaina tubular 1 de cristal de cuarzo con sección transversal en forma de 8, que está dividida por una alma central 2 en dos cámaras parciales 3, 4. Las cámaras parciales 3, 4 sirven para alojar en cada caso una espiral de calefacción, y las conexiones eléctricas salen de la vaina tubular 1 a través de aplastamientos del extremo de ésta (no representados en la figura 2). En el ejemplo de realización, la dirección de radiación principal del tubo gemelo 9 está orientada hacia abajo y está simbolizada por la flecha 5.

En la cara superior 6 del tubo gemelo 9 orientada en sentido opuesto a la dirección de radiación principal 5 se ha de formar un reflector. Para ello, la superficie del tubo gemelo 9 se limpia con alcohol y a continuación con ácido fluorhídrico al 30% para eliminar otras impurezas superficiales, en particular compuestos alcalinos y alcalinotérreos.

Después se aplica la barbotina básica sobre la cara superior 6 de la vaina tubular 1. Para ello, la vaina tubular 1 se monta sobre un dispositivo de soporte y sobre la cara superior se pulveriza la barbotina muy fluida mediante una boquilla pulverizadora. El proceso de pulverización finaliza cuando se ha alcanzado un recubrimiento uniforme. La barbotina se seca muy rápidamente al aire. El espesor de la capa de barbotina 7 así producida es de aproximadamente 1 mm.

A continuación, la capa de barbotina 7 se seca lentamente al aire a lo largo de 6 horas. el secado completo se lleva a cabo al aire utilizando un radiador IR. La capa de barbotina 7 seca está libre de fisuras y tiene un espesor máximo de aproximadamente 0,9 mm.

A continuación, la capa de barbotina 7 seca se vitrifica en un horno de sinterización bajo atmósfera de aire. El perfil de calentamiento para la vitrificación de la capa de barbotina 7 está representado en la figura 3. Incluye una rampa de calentamiento, durante la cual la capa de barbotina 7 se calienta desde la temperatura ambiente a una temperatura de calentamiento inferior de 1000ºC en un plazo de una hora. El componente se mantiene a esta temperatura de calentamiento durante una hora. A continuación tiene lugar un calentamiento lento durante 4 horas hasta alcanzar una temperatura final de 1400ºC, que se mantiene durante dos horas. El enfriamiento se lleva a cabo con una rampa de enfriamiento de 15ºC/min hasta una temperatura de horno de 500ºC y después de forma no regulada y manteniendo el horno cerrado.

La capa de barbotina ser sinteriza y solidifica por completo mediante este tratamiento térmico, y la capa cubriente de SiO_{2} 7a resultante presenta una alta densidad, aproximadamente 2,15 g/cm^{3}, pero sigue siendo esencialmente opaca. La opacidad se demuestra por el hecho de que la transmisión espectral directa en la región espectral entre 190 nm y 2650 nm es inferior al 10%. En consecuencia resulta un factor de reflexión elevado, de alrededor de un 80%, en la región espectral infrarroja.

El tubo gemelo 9 se utiliza para producir un radiador infrarrojo, y la capa cubriente de SiO_{2} 7a producida sobre él es adecuada como capa reflectora también para altas temperaturas (superiores a 1000ºC).

Las posibilidades de utilización de componentes de cristal de cuarzo provistos de un reflector difuso de este tipo en forma de una capa cubriente de SiO_{2} no se limitan a la fabricación de lámparas. Los reflectores de este tipo también se utilizan como componentes independientes, por ejemplo para radiadores en sistemas de análisis o para instalaciones de calefacción en la fabricación de células solares.

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Ejemplo 4

Se produce una barbotina de SiO_{2} homogénea tal como se describe en el ejemplo 1. A esta barbotina se le añade un 1,25% en peso de aluminato de cerio-praseodimio (Ce_{0,4}Pr_{0,6}AlO_{3}). La proporción de cerio se elige de tal modo que en la posterior capa cubriente de SiO_{2} represente aproximadamente un 0,32% en peso y la proporción de praseodimino sea de aproximadamente el 0,49% en peso.

Esta mezcla se procesa tal como se describe en el ejemplo 1, incluyendo la adición y mezcla de granos de SiO_{2} esféricos amorfos con un tamaño de 5 \mum y la homogeneización subsiguiente en un molino de tambor.

La barbotina así obtenida tiene un contenido de sólidos de un 84% y una densidad de aproximadamente 2,0 g/cm^{3}. Las partículas de SiO_{2} obtenidas en la barbotina 14 después de la molienda de los granos de cristal de cuarzo presentan una distribución granulométrica caracterizada por un valor D_{50} de aproximadamente 8 \mum y un valor D_{90} de aproximadamente 40 \mum. Se utiliza para revestir una placa de cristal de cuarzo con la que se ha de producir una placa reflectora para un radiador IR. Para ello, la barbotina se aplica sobre la placa de cristal de cuarzo previamente limpiada con alcohol y ajustada a una rugosidad media R_{a} de 2 \mum mediante ataque químico (congelación), con lo que se forma una capa cerrada y uniforme de barbotina con un espesor de aproximadamente 2,5 mm. Esta capa de barbotina se seca al aire primero durante aproximadamente 5 horas a temperatura ambiente y a continuación mediante un radiador IR. La capa de barbotina seca está libre de fisuras y presenta un espesor medio de aproximadamente de 2,2 mm. A continuación, la capa de barbotina así producida y secada se vitrifica en un horno de sinterización bajo atmósfera de aire, tal como se describe en el ejemplo 1.

Después, la capa de barbotina está completamente sinterizada, es opaca y, según se puede observar a simple vista, está libre de burbujas.

Se obtiene una placa reflectora cuyas caras planas están completamente cubiertas por una capa cubriente de SiO_{2} que consiste en cristal de cuarzo opaco y presenta un espesor de capa medio de alrededor de 2 mm, y que se caracteriza por la ausencia de fisuras y por una alta densidad de aproximadamente 2,15 g/cm^{3}, y cuya curva de reflexión en la región espectral entre 200 y 800 nm está representada en la figura 4. En el eje "y" está representado el factor de reflexión "R" en%, que se refiere a la relación de intensidad entre la radiación reflejada y la radiación que incide sobre la capa cubriente de SiO_{2}, y en el eje "x" su longitud de onda \lambda en nm. La muestra presenta una reflexión superior a un 90% en la región espectral infrarroja (no mostrada) y en la región espectral visible hasta aproximadamente 350 nm. En la región espectral ultravioleta por debajo de 350 nm, la reflexión disminuye hasta un porcentaje bajo debido a la absorción provocada por el material de dopado añadido. Únicamente queda una reflexión residual algo mayor, con un máximo de aproximadamente un 10%, en la región espectral entre 250 y 270 nm.

Por consiguiente, si la placa reflectora se utiliza para reflejar radiación de trabajo infrarroja, la mayor parte de la radiación UV es absorbida por la capa cubriente de SiO_{2} y en consecuencia queda eliminada del espectro de longitudes de onda reflejado.

La capa cubriente de SiO_{2} provoca una reflexión difusa, omnidireccional y selectiva en cuanto a las longitudes de onda. Mediante una geometría curvada o convexa del componente, como es habitual en los reflectores, se puede establecer una porción direccional en la reflexión difusa.

Ejemplo 5

Se produce una barbotina tal como se describe en el ejemplo 4, pero en lugar del material de dopado aluminato de cerio-praseodimio (Ce_{0,4}Pr_{0,6}AlO_{3}) se añade una mezcla de polvo de Al_{2}O_{3} y Fe_{2}O_{3}, cuya cantidad se elige de tal modo que en la posterior capa cubriente de SiO_{2} la proporción de aluminio sea de aproximadamente el 3% en peso y la proporción de Fe sea de aproximadamente 10 ppm en peso.

La barbotina se aplica, seca y vitrifica sobre una cara plana de una placa de cristal de cuarzo, tal como se describe más arriba en el ejemplo 4. Se obtiene una placa reflectora que presenta en una de sus caras planas un revestimiento de capa cubriente de SiO_{2}, que consiste en un cristal de cuarzo opaco y presenta un espesor de capa medio de alrededor de 2 mm, y que se caracteriza por la ausencia de fisuras y por una alta densidad de aproximadamente 2,15 g/cm^{3}.

Después de la vitrificación de la capa de barbotina seca en el horno de sinterización bajo atmósfera de aire se obtiene una capa cubriente de SiO_{2} opaca que presenta una alta absorción y una reflexión reducida prácticamente en toda la región espectral entre 200 nm y 3000 nm. Únicamente en la región espectral alrededor de 700 nm se mide un factor de reflexión bajo inferior al 60%.

Ejemplo 6

Se produce una capa cubriente de SiO_{2} sobre una placa de cristal de cuarzo tal como se describe en el ejemplo 5. Sin embargo, la vitrificación de la capa de barbotina no se lleva a cabo bajo atmósfera de aire, sino mediante calentamiento a una temperatura de calentamiento superior de 1300ºC a lo largo de cuatro horas bajo atmósfera reductora en presencia de hidrógeno.

Este tratamiento modifica claramente el comportamiento de reflexión de la capa cubriente de SiO_{2} con respecto al ejemplo 5. En la región espectral de 400 nm a 700 nm se observa un factor de reflexión suficientemente alto: alrededor del 75%. Sin embargo, la absorción en la región UV por debajo de 300 nm y en la región IR por encima de 1000 nm no varía de forma notable.

Por consiguiente, el reflector es adecuado para la reflexión de radiación de trabajo en la región espectral visible, y la mayor parte de la radiación UV y de la radiación IR es absorbida por la capa cubriente de SiO_{2} y, en consecuencia, eliminada del espectro de longitudes de onda reflejado. De este modo se evita el calentamiento del objeto iluminado. Para la disipación del calor formado en el reflector se pueden prever las medidas de refrigeración conocidas.

Ejemplo 7

Se produce una barbotina tal como se describe en el ejemplo 5, pero en lugar de una mezcla de materiales de dopado de Al_{2}O_{3} y Fe_{2}O_{3} sólo se añade un polvo de Fe_{2}O_{3}, cuya cantidad se elige de tal modo que la proporción de Fe en la posterior capa cubriente de SiO_{2} sea de aproximadamente 8 ppm en peso.

La barbotina se procesa para producir una capa cubriente de SiO_{2} vitrificada de 2 mm de espesor sobre una placa de cristal de cuarzo, tal como se describe en el ejemplo 5. El comportamiento de reflexión de la capa cubriente de SiO_{2} dopada con hierro en la región espectral de 240 a 850 nm está representado en la figura 5 mediante la curva 52. El diagrama de la figura 5 muestra curvas de reflexión de dos capas cubrientes de SiO_{2} diferentes de acuerdo con la presente invención en comparación con la curva de reflexión de una capa de oro en la región espectral entre 240 nm y 850 nm. En el eje "y" está representado el factor de reflexión "R" en unidades relativas (con respecto a la reflectividad del revestimiento de teflón de la bola de Ulbricht), y en el eje "x" la longitud de onda \lambda de la radiación de trabajo
en nm.

La curva 51 muestra el desarrollo de la reflexión en el caso de una capa de oro aplicada por metalización al vacío; la curva 52 muestra el desarrollo de la reflexión en el caso de una capa cubriente de SiO_{2} de 2 mm de espesor producida según el ejemplo 7, en la que, por consiguiente, el cristal de cuarzo está dopado con o ppm en peso de Fe, habiendo tenido lugar la vitrificación bajo atmósfera de aire; y la curva 53 muestra el desarrollo de la reflexión en caso de una capa cubriente de SiO_{2} de 2 mm de espesor producida según el ejemplo 1 con SiO_{2} no dopado.

Se puede observar que la capa cubriente de SiO_{2} no dopado (curva 53) presenta un factor de reflexión R más o menos uniforme de alrededor del 80% en la región espectral entre 250 y 850 nm. En esta región espectral, el factor de reflexión R es mayor que el factor de reflexión R del revestimiento de oro (curva 51). La capa cubriente de SiO_{2} dopada con hierro (curva 52) muestra un claro descenso de la reflexión en la región espectral ultravioleta (con longitudes de onda por debajo de 350 nm). Por consiguiente, la capa cubriente de SiO_{2} dopada con hierro es adecuada para la eliminación selectiva de la porción de UV de la radiación reflejada de una lámpara.

Claims

1. Componente con una capa reflectora que constituye un reflector para un radiador óptico o una parte de un radiador óptico y que incluye un cuerpo de base de cristal de cuarzo cuya superficie está revestida como mínimo parcialmente con una capa reflectora, caracterizado porque está prevista una capa cubriente de SiO_{2} como mínimo parcialmente opaco (7a; 9) que actúa como reflector difusor, y la capa cubriente de SiO_{2} (7a; 9) consiste en un material del mismo tipo que el material del cuerpo de base (1; 8), diferenciándose los contenidos de SiO_{2} de la capa cubriente y del cuerpo de base como máximo en un 3% en peso.

2. Componente según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de base está configurado como un cuerpo envolvente de cristal de cuarzo (1) para el alojamiento de un emisor de radiación.

3. Componente según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} (7a) está prevista sobre la cara exterior (6) del cuerpo envolvente de cristal de cuarzo (1) orientada en sentido opuesto al emisor de radiación.

4. Componente según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} (7a) está prevista sobre la cara interior (6) del cuerpo envolvente de cristal de cuarzo (1) orientada hacia el emisor de radiación.

5. Componente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el SiO_{2} como mínimo parcialmente opaco contiene un material de dopado que provoca una absorción óptica en la región espectral ultravioleta, visible o infrarroja, produciendo de este modo una reflexión selectiva de la capa reflectora.

6. Componente según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 200 a 300 nm, y porque el material de dopado produce una línea de absorción óptica en la región espectral por encima de 300 nm.

7. Componente según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 400 nm a 800 nm, y porque el material de dopado produce una línea de absorción óptica en la región espectral infrarroja por encima de 1000 nm.

8. Componente según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el material de dopado incluye una o más de las siguientes sustancias: grupos hidroxilo, V, Yb, Eu y Nd.

9. Componente según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 1000 nm a 2000 nm, y porque el material de dopado produce una línea de absorción óptica en la región espectral ultravioleta entre 150 y 400 nm.

10. Componente según la reivindicación 5 o la reivindicación 7, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 400 nm a 800 nm, y porque el material de dopado produce una línea de absorción óptica en la región espectral ultravioleta entre 150 y 400 nm.

11. Componente según una de las reivindicaciones 5, 9 ó 10, caracterizado porque el material de dopado incluye una o más de las siguientes sustancias: Ti, Fe y Ce.

12. Componente según la reivindicación 5 o la reivindicación 10, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} presenta un coeficiente de reflexión de como mínimo 0,3 en la región espectral de 600 nm a 800 nm, y porque el material de dopado produce una línea de absorción óptica en la región espectral visible entre 300 y 600 nm.

13. Componente según la reivindicación 5 ó 12, caracterizado porque el material de dopado incluye una o más de las siguientes sustancias: Cu, Sm y Nd.

14. Componente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} contiene partículas cristalinas nanométricas.

15. Componente según la reivindicación 14, caracterizado porque las partículas cristalinas nanométricas consisten en diamante o nanotubos de carbono.

16. Componente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa cubriente de SiO_{2} contiene aluminio, nitrógeno o carbono.

17. Procedimiento para producir un componente de cristal de cuarzo con capa reflectora que constituye un reflector para un radiador óptico o una parte de un radiador óptico, en el que la superficie de un cuerpo de base (1; 8) de cristal de cuarzo se reviste como mínimo parcialmente con una capa reflectora (7a; 9), caracterizado porque se produce una barbotina acuosa que contiene partículas de SiO_{2} amorfas y se aplica sobre la superficie del cuerpo de base (1; 8) formando una capa de barbotina (7), la capa de barbotina (7) se seca y a continuación se vitrifica formando la capa cubriente de SiO_{2} (7a, 9), que consiste en un material del mismo tipo que el material del cuerpo de base (1; 8), diferenciándose los contenidos de SiO_{2} de la capa cubriente y del cuerpo de base como máximo en un 3% en peso, y produciéndose las partículas de SiO_{2} mediante molienda en húmedo de granos de SiO_{2} de partida.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque las partículas de SiO_{2} presentan tamaños hasta como máximo 500 \mum, preferentemente como máximo 100 \mum, estando formada la mayor parte del volumen por partículas de SiO_{2} con tamaños entre 1 \mum y 50 \mum.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 ó 18, caracterizado porque la vitrificación de la capa de barbotina seca (7a) tiene lugar en una atmósfera de hidrógeno.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado porque a la barbotina se le añaden materiales de dopado en forma de compuestos con contenido de aluminio, nitrógeno o carbono.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizado porque en la barbotina se incorpora como mínimo un material de dopado que provoca una absorción óptica en la región espectral ultravioleta, visible o infrarroja, produciendo de este modo una reflexión selectiva de la capa reflectora.