JP2023004949A - 不透明石英ガラス製の成形体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不透明石英ガラス製であり、かつ半導体製造のための高品質の部材、特に均一な反射率を有するものを製造することができる成形体、およびその製造方法を提供する。【解決手段】成形体の製造方法は、以下の工程：（ａ）少なくとも９９．９重量％のＳｉＯ２の純度を有する石英ガラスを粉砕して得られるＳｉＯ２粒を準備する工程、（ｂ）懸濁液とＳｉＯ２粒とを含有し、全固形分を有するスラリーを形成する工程、（ｃ）スラリー中のＳｉＯ２粒を湿式粉砕し、ＳｉＯ２微粒子を形成する工程、（ｄ）スラリーから多孔質グリーン体を形成する工程、（ｅ）多孔質グリーン体を焼結して成形体を形成する工程を含む。工程（ｃ）において、湿式粉砕が、ＳｉＯ２ナノ粒子の存在下で行われ、該粒子のスラリーの全固形分中での割合が０．１重量％～１０重量％であり、かつＳｉＯ２ナノ粒子の添加後および湿式粉砕後のスラリーの固形分が、７６重量％～８０重量％である。【選択図】図１

Description

技術的背景
本発明は、閉気孔、少なくとも９９．９重量％のＳｉＯ_２の化学純度、２．１４～２．１９ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する細孔を含む不透明石英ガラス製の成形体に関する。

さらに、本発明は、不透明石英ガラス製の成形体の製造方法であって、以下の方法工程：
（ａ）少なくとも９９．９重量％のＳｉＯ_２の純度を有する石英ガラスを粉砕することによって得られるＳｉＯ_２粒を準備する工程、
（ｂ）懸濁液とＳｉＯ_２粒とを含有し、全固形分を有するスラリーを形成する工程、
（ｃ）スラリー中のＳｉＯ_２粒を湿式粉砕して、粉砕されたＳｉＯ_２微粒子を形成する工程、
（ｄ）多孔質グリーン体をスラリーから形成する工程、および
（ｅ）この多孔質グリーン体を焼結して成形体を形成する工程
を含む、方法に関する。

このような不透明石英ガラス製の成形体は、例えば、化学プロセス工学や半導体製造におけるウェハーの加工やプロセスチャンバー内の熱管理の最適化のための石英ガラス部材の製造に使用されている。石英ガラス部材は、例えば、パイプ、ロッド、プレート、フランジ、リングまたはブロックなどの単純な石英ガラス部材である。代替的には、それらは、複雑な部材、例えば、キャリアラック、ベルジャー、るつぼ、保護スクリーン、プロセスチューブ等の反応器または装置である。不透明石英ガラス製の部材を得るための成形体のさらなる加工は、切断、フライス加工、研削、研磨などの機械的な機械加工および／または溶接、再形成、火造り研磨などの熱間加工を含み得る。

従来技術１
不透明石英ガラスからこの種の成形体を製造するには、まず透明石英ガラスを粉砕して石英ガラス粒を製造し、これをさらに液体中で処理してスラリーを得る方法が知られている。以下、スリップ、懸濁または分散という用語も、「スラリー」と同じ意味で使用される。

このように、例えば、独国特許発明第４３３８８０７号明細書（同等の公報：米国特許第５，６７４，７９２号明細書）には、不透明な閉孔の石英ガラス製の成形体が記載されている。石英ガラスは、少なくとも９９．９重量％のＳｉＯ_２の化学純度、３０～６００重量ｐｐｍのヒドロキシル基含有量、および少なくとも２．１５ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を特徴とする。細孔の少なくとも８０％は、２０μｍ未満の細孔径を有する。成形体を製造するためには、天然由来の結晶性石英原料が精製されて、電解溶融で溶解して石英ガラスが得られ、その後、その石英ガラスが粉砕されて、９９．９重量％を上回るＳｉＯ_２純度を有する微細なＳｉＯ_２粒が得られる。粉砕されたＳｉＯ_２粒は、脱イオン水中で粉砕ボールを用いて湿式粉砕によりさらに細かくされて、「粉砕されたＳｉＯ_２微粒子」が得られる。湿式粉砕後、粉砕されたＳｉＯ_２微粒子の粒径は、０．４５μｍ～５０μｍの範囲にあり、ＳｉＯ_２粒子の約６０％は、１～１０μｍの範囲のサイズを有する。このようにして製造されたスラリーは、約７８％の固形分を有しており、これを石膏型に流し込み、乾燥してグリーン体を形成し、このグリーン体を１３５０℃～１４５０℃の間の温度区画で焼結処理により圧縮して、１００～５００重量ｐｐｍのヒドロキシル基含有量を有する不透明石英ガラス製の閉孔成形体を形成する。

このようにして不透明石英ガラスから製造された成形体は、１９０～２６５０ｎｍの波長範囲において、１ｍｍの照射層厚さで、実質的に一定レベルで１０％未満の低い分光透過率を示す。したがって、これは、高温での熱絶縁や熱放散が重要な部材の製造に適している。さらに、不透明石英ガラスは、低熱膨張係数、高温安定性および多くのプロセス媒体に対する良好な耐薬品性などの石英ガラスにとって他の特徴的かつ有利な特性も示す。

独国特許出願公開第４４４０１０４号明細書（同等の刊行物：米国特許第５，７３６，２０６号明細書）には、独国特許発明第４３３８８０７号明細書からの成形体の発展形が記載されている。この成形体は、例えば加熱バーナー、プラズマトーチまたはＣＯ_２レーザーを用いて、表面の局所加熱によって生成される透明な表面領域を有する。

欧州特許出願公開第３２０５６３０号明細書では、特に高い純度が要求される不透明石英ガラス製の拡散器材料を製造するために、天然に存在する石英ガラス粒の代わりに、出発材料として少なくとも２００重量ｐｐｍのヒドロキシル基含有量を有する合成的に製造された透明石英ガラス粒を使用することが提案されている。出発材料を粉砕し、粉砕した粒を、平均１０μｍ未満の粒径が得られるようにスラリー中でさらに湿式粉砕する。このスラリーを成形型に流し込んで成形したグリーン体を、１４００℃未満の温度で乾燥させた後、焼結して密度２．１４５ｇ／ｃｍ^３の拡散材料から成形体を形成する。その純度は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｉ、ＭｏおよびＷの不純物が０．４重量ｐｐｍであることを考慮すると、９９．９９％を上回るＳｉＯ_２である。

欧州特許出願公開第１５１６８６４号明細書（同等の刊行物：独国特許出願公開第１０３４４１８９号明細書；特開２００５－０９７１０３号公報）には、少なくとも８０重量％の固形分を有する高充填スリップを流し込み成形して、ガラス質複合材料製の成型部品を製造する方法が記載されている。まず、高純度合成非晶質石英ガラスを脱イオン水中で粉砕して均一なベーススリップを製造する。ベーススリップは、５重量％までのＳｉＯ_２ナノ粒子を含有し得る。複合スリップは、１０μｍ超の粒径を有する追加の石英ガラス粒を混合することによって、ベーススリップから製造される。複合スリップをさらに均一化し、次いで水不透過性の成形型に流し込む。凍結したブルー体を形成し、その後、これを乾燥し、焼結する。加えて、１０μｍを上回る粒径を有する石英ガラスの粒が埋め込まれた石英ガラスの均一なマトリックスを有する不透明ガラス質複合材料製のパイプが記載されている。複合材料の平均密度は、例えば、２．１５ｇ／ｃｍ^３である。

欧州特許出願公開第１５１６８６４号明細書から知られる方法では、高充填スリップは、体積で固化されており、液体吸収性の成形型との接触によって表面から開始されることはない。高い固形分によって、スリップは安定し、急速な沈降が抑制される。しかしながら、ブルー体の凍結乾燥は、時間がかかり、エネルギーを多く消費し、再現性に乏しいプロセスである。なぜなら、解凍中に液体が迅速に十分に除去されないと、グリーン体が流出する可能性があるからである。これは、肉厚のグリーン体の場合に特に問題となる。さらに、固形分が８０％を上回る高充填スリップは、低・高せん断速度で高粘度の好ましくない流動挙動を示す。そのため、一方では、成形型への充填中に流し込み成形構造（目視による不均一性）が形成されやすくなる。他方、閉じ込められた気泡は、もはや逃げることができず、焼結された成形体中に空洞を生じさせ得る。

不透明石英ガラスは、コーティングの形成にも適している。この目的のためのスリップベースの製造方法は、欧州特許第２０６９２４４号明細書（同等の出願：米国特許第８，２０９，９９８号明細書）および欧州特許出願公開第２８７８５８４号明細書（同等の出願：米国特許第９，６８０，３６０号明細書）に記載されている。スリップの流動特性を調整するため、またはコーティング機能を最適化するために、ＳｉＯ_２ナノ粒子がスリップに添加される。

技術的対象
原則として、半導体製造における生産性の向上は、工作機械の部材および装置などのプロセスで使用される部材の材料品質に関する要求、特にその化学的純度に関する要求の増大を伴う。半導体構造の微細化が進む中で、半導体部材を大面積で均一に加工するために必要な他の材料特性、例えば、使用される部材の高くて均一な反射率にも注目が集まっている。これまでに知られている不透明石英ガラス製の成形体または部材は、これらの要求を十分に満たしていない。

したがって、本発明は、不透明石英ガラス製であり、かつ半導体製造のための高品質の部材、特に均一な反射率を有するものを製造することができる、成形体を提供するという課題に基づいている。

本発明はまた、このような不透明石英ガラス製の成形体の、費用対効果が高く再現性のある製造方法を特定するという課題に基づいている。

発明の概要
本方法に関して、この課題は、方法工程（ｃ）によるＳｉＯ_２粒の湿式粉砕が、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下で少なくとも一時的に行われ、該粒子のスラリーの全固形分中での割合が０．１重量％～１０重量％の範囲であり、かつＳｉＯ_２ナノ粒子の添加後および湿式粉砕後のスラリーの固形分が、７６重量％～８０重量％の範囲であるという、冒頭に記載したタイプの方法から出発する本発明に従って達成される。

成形体の反射率が均一であるための必要条件は、密度および固形分分布が均一であることである。鋳込成形法の場合、ここでのように、スラリーからグリーン体を成形する際に、沈降および／または分離（偏析）により密度差が生じ得る。これは、特に、スラリーが異なる移動性固体粒子の混合物を含有する場合であり、これは、グリーン体の異なる体積領域における特定の粒子タイプおよび粒子サイズ画分の濃縮をもたらし得る。スラリーからグリーン体を成形する場合、重力および吸液方向（脱水方向）は、特徴的な異なる体積領域の形成に決定的な影響を与える変数である。懸濁液中では、固体粒子は、重力の影響を受けて底部に沈降する。沈降速度は、（少なくとも低沈降速度で）粒径の二乗に比例する。この結果、粒径の偏析が起こる。さらに、異なるサイズの粒子が、異なる程度に一緒に詰め込まれる。このようにして、沈降は、上から下への密度差をもたらす。本発明は、グリーン体の不均一な密度および固形分分布につながり得る、これらおよび他の影響を及ぼす変数の影響を低減することを目的とする。

本方法に必要なスラリーの固形成分は、石英ガラスを粉砕して得られるＳｉＯ_２粒（以下、「石英ガラス粒」とも呼ばれる）である。本方法に必要なスラリーのさらなる固形成分は、ＳｉＯ_２ナノ粒子である。これらは、例えば、ケイ素化合物を、重合、重縮合、酸化、熱分解、沈殿によりＳｉＯ_２に変換して製造される。このプロセスでは、１μｍ未満、好ましくは５００ｎｍ未満の合成ＳｉＯ_２の微細なダスト粒子が、中間生成物、最終生成物または副生物として沈殿し；これらは本明細書では「ＳｉＯ_２ナノ粒子」とも呼ばれる。

湿式粉砕の間、石英ガラス粒は、さらに粉砕される。粉砕プロセスの強度は、好ましくは合成的に製造された石英ガラスからなる粉砕媒体を添加することによって強化され得る。本発明による方法では、湿式粉砕は、石英ガラス粒に加えてＳｉＯ_２ナノ粒子を含有するスラリー中で少なくとも一時的に、または粉砕時間全体にわたって行われる。

ＳｉＯ_２ナノ粒子の粒径は、通常、約１００±５０ｎｍの範囲である。それらは大きな表面領域を有し、グリーン体の接点となり、成形体の硬質焼結を促進させている。このため、ＳｉＯ_２ナノ粒子は、一般的に、特に湿式粉砕プロセスの完了後にスラリーに添加されており、これは「パウダリング」と呼ばれることもある。その一方、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在は、石英ガラス粒の湿式粉砕中であっても、プロセス生成物として得られる成形体のいくつかの特性に好影響を与えることが判明した。特に、成形体体積内には、特に均一な密度分布が確認されており、また、以下では「均一性」と呼ぶ。この説明に縛られることなく、これは、石英ガラス粒の湿式粉砕プロセスの結果、新しい破砕面が連続的に生成されており、ＳｉＯ_２ナノ粒子が相互作用し得る、新しくて比較的反応性の高い表面が形成されるという事実に起因している。この相互作用は、分子間力による弱い結合の形成をもたらし、ＳｉＯ_２ナノ粒子と粉砕されたＳｉＯ_２微粒子との双方の移動性を妨げる可能性があり、その結果、８０重量％未満、好ましくは７９．５重量％未満の比較的低い固形分含量であっても、スラリーの体積内の固形分分布は安定化されている。このようにして、例えば、特に多孔質グリーン体の成形が、スラリーを液体吸液性の成形型に流し込み成形することを含む場合、異なる固形成分の沈降または偏析を相殺することができる。

このようにして製造された成形体は、湿式粉砕プロセスにおいてＳｉＯ_２ナノ粒子を添加しない場合に達成されるであろう密度分布と比べて、測定可能なほど均一な密度分布を示す。湿式粉砕プロセス後に、ＳｉＯ_２ナノ粒子を添加しない場合やＳｉＯ_２ナノ粒子を遅延添加した場合に認められる透光性領域などの焼結成形体の体積の視覚的に識別可能な不均一性は認められない。成形体は、視覚的に均一な外観を有する。

相互作用の程度は、スラリー中のＳｉＯ_２ナノ粒子の濃度に依存する。均一性に関して特筆すべき効果を得るために、スラリーの全固形分中のＳｉＯ_２ナノ粒子の割合は、０．１重量％～１０重量％の範囲であり、好ましくは１重量％～２重量％の範囲であり、好ましくは最大で５重量％である。ＳｉＯ_２ナノ粒子の割合が１０重量％超と非常に高い場合、スラリーの粘度が上昇し、流し込み成形がより困難になる。また、この結果、グリーン体の密度が低くなり、硬質焼結がより困難になる。

相互作用の程度は、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下での湿式粉砕プロセスの時間にも依存する。これは実質的に粉砕プロセスを含む。この観点から、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下での方法工程（ｃ）によるＳｉＯ_２粒の湿式粉砕が、少なくとも１時間、好ましくは少なくとも１０時間、特に好ましくは少なくとも１２０時間であれば有効であることが証明された。特に高い均一性が要求される場合、長いプロセス時間が妥当とされることもあるが、２４０時間を上回る湿式粉砕プロセスでは、均一性のさらなる向上は比較的低くなる。

スラリーの全固形分は、湿式粉砕プロセスの終了時に生じる。これは最初から目標値に設定されるか、または湿式粉砕プロセスの過程でさらに固形物を加えることによって、初期固形分から始めて目標値に設定される。粉砕媒体の摩耗により、目標値から一定の偏差が生じ得る。初期固形分は、石英ガラス粒を含み、これはまたＳｉＯ_２ナノ粒子の少なくとも一部も含み得る。方法工程（ｂ）によるスラリーの形成は、懸濁液を、初期固形分／全固形分と一緒にして、これが別々の分散液中に取り込まれ得ることを含む。湿式粉砕プロセスの開始とは、撹拌によって、回転によって、超音波を適用することによって、または徹底的に石英ガラス粒が粉砕されるのに十分な他の何らかの方法で、スラリーが（粉砕媒体を含んでも含まなくても）動かされる時間のことである。

湿式粉砕プロセスの終了時および多孔質グリーン体の成形中のスラリーの固形分は、７６重量％～８０重量％の範囲、好ましくは７７重量％～７９．５重量％の範囲に設定される。このため、導入すること、例えばスラリーを成形型に流し込み、懸濁液の一部を吸収させることにより、特に費用対効果の高い成形体の製造が可能となる。そうでなければ、この手順は、７６重量％未満または７７重量％未満の固形分では、急速な沈降およびそれによる粒径の偏析を引き起こし、したがって不均一なグリーン体および成形体をもたらす可能性があり、８０重量％超または８９．５重量％超の固形分では、この手順は、スラリーの均一化を妨げ、成形体中に流し込み成形構造を生じさせる可能性がある。

スラリーは、最初からＳｉＯ_２ナノ粒子を含有するか、またはＳｉＯ_２ナノ粒子は、湿式粉砕プロセスの開始前または湿式粉砕中にスラリーに添加される。添加は、有利には分散液への添加によって行われ、それによってスラリーのＳｉＯ_２ナノ粒子の少なくとも一部は、少なくとも２０ｍ^２／ｇの比表面積（ＢＥＴ）のコロイドの形で添加される。

ＳｉＯ_２ナノ粒子を分散液に添加することにより、取り扱いが容易になる。

均一化は、その中に含有される固形物のより均一な分布を目的として、スラリーまたは分散液を動かすことによって行われる。

特に有利な方法の変形では、スラリーは、湿式粉砕の後、動かしながら、少なくとも１時間、好ましくは少なくとも１０時間、特に好ましくは少なくとも３０時間、連続的に動かしながら、冷却される。

粉砕プロセスで使用される運動エネルギーの一部は、熱に変換される。この結果、湿式粉砕プロセス中にスラリーが加熱される。湿式粉砕プロセスの完了後、スラリーの温度は、通常、３０～６０℃の範囲にある。加熱されたスラリーからのグリーン体の成形は、グリーン体および成形体の不均一性につながり得ることが判明した。したがって、この好ましい方法の変形では、粉砕媒体を使用せずに、かつ持続的な動きを伴ってスラリーの徐冷を行う。スラリーの徐冷は、例えば、周囲温度、例えば室温までの制御された、調節された、または（好ましくは）自由な冷却である。

湿式粉砕の後、５０μｍ未満のＤ_９０および１５μｍ未満のＤ_５０値によって定義される粒度分布を有するＳｉＯ_２粒子を、スラリーが含有する場合に有利であることが証明された。

この場合、湿式粉砕は、好ましくはプラスチックでライニングされたドラムミルで、５０μｍ未満のＤ_９０値を有する粒度分布が達成されるまで、合成石英ガラス製の粉砕媒体を使用して行われる。この粒度分布は、湿式粉砕によって生成された粉砕されたＳｉＯ_２微粒子に関係する。ＳｉＯ_２ナノ粒子は、測定方法によって検出可能な粒径範囲外の粒度分布を有する。

湿式粉砕プロセスの完了後、スラリーが３～５の範囲のｐＨおよび７７～７９．５重量％の範囲の固形分を有する場合、特に有益であることが証明された。

上記のｐＨ範囲および固形分範囲は、湿式粉砕プロセスの終了時におけるそれぞれの値を特徴付けている。

製造される成形体の高さ寸法および体積に依存して、成形時間（流し込み成形時間）は、数時間から数日の範囲であり得る。この観点から、１４５ｍｍの高さを有するスラリーのカラムが、２４時間の静置時間後に２０ｍｍ未満の沈降高さの沈降物を形成していることを特徴とする沈降挙動をスラリーが有する場合に有利である。スラリーがこの性質を有するかどうかは、「定義と測定方法」に記載された実験により決定することができる。

ＳｉＯ_２粒は、好ましくは、合成的に製造された透明石英ガラスを粉砕することによって得られ、粉砕は、石英ガラスの電気力学的および／または電気油圧式の破砕を含む。

電気力学的な破砕では、超短高電圧パルスが、水中などの液体中でＳｉＯ_２粒に印加される。電圧上昇時間が５００ｎｓ未満の場合、高電圧パルスは、好ましくは固体粒子を貫通する。この理由は、電圧上昇時間が短い場合、固体絶縁破壊に対する液体（水）の絶縁耐力が高いためである。その一方、火花放電は、液体キャリア媒体（例えば水）による電気油圧式の破砕中に起こる。いずれの場合も、電気絶縁破壊は、圧力変動（衝撃波）を引き起こし、石英ガラス粒のほとんど汚染のない粉砕を確実にする。

グリーン体は、好ましくは、スラリーを成形型に流し込んで得られる。しかしながら、スラリーの他の処理方法、例えば、成形型への吸引、浸漬、噴霧、塗装、薄塗り、除去、塗布、ドクターブレードコーティング等も適切である。

好ましい手順では、グリーン体は、焼結前に乾燥され、乾燥は、好ましくは高温で行われ、かつ少なくとも２４時間の乾燥時間を含む。

経済的な理由から、乾燥時間は、可能な限り短くされる。実際には、乾燥は、成形体または乾燥温度に応じて、数日、例えば７日以下とすることができる。乾燥温度は、水蒸気の急激な放出を避けるために、有利には１２０℃を超えないようにする。

さらに、このことは、焼結前に機械的な機械加工、特にサンディングによってグリーン体の表面領域を除去する場合に好ましいことが判明しており、機械加工ツールは、好ましくはプラスチック結合粒で作られた機械加工面を有するものが使用される。

グリーン体は、概して、製造される成形体の最終的な輪郭に近い形状をすでに有している。これは、例えば、中実体または中空体である。機械加工によって、最終的な輪郭に近い形状が得られるか、または表面の平滑化もしくは構造化がなされる。さらに、不純物を有し得る表面領域が、除去される。これらの不純物は、例えば前のプロセス工程で表面上に形成され、その後の焼結工程中に望ましくない表面失透につながる可能性がある。

金属結合剤またはセラミック結合剤と比較して、プラスチック結合の切断剤、研削剤または研磨剤の摩耗を低減することができ、したがって、不純物がグリーン体に著しく導入されることはない。

方法工程（ａ）に従って石英ガラス粒を粉砕する場合、方法工程（ｂ）の湿式粉砕の場合と同様、破砕面および破片が生成され、これらは概して球状ではなく、非球状、亀裂状、分裂状の形態である。グリーン体では、これらのＳｉＯ_２粒子が互いに噛み合っている。これにより、強度が向上し、破損しにくくなり、したがってグリーン体の取り扱いが容易になる。

グリーン体を乾燥させ、焼結すると、気密性が高く、機械的に安定した成形体となる。焼結プロセスの強度は、可能な限り、成形体の閉気孔まで焼結が達成されるように選択される。焼結に適したパラメータ（焼結温度、焼結時間、雰囲気）は、簡単な実験に基づいて決定される。

有利な手順では、方法工程（ｄ）による焼結は、１３２５℃～１６００℃の範囲の焼結温度で、特に、１５００℃未満の焼結温度、より良好には１４５０℃未満の焼結温度で、好ましくは空気下で行われる。

不透明石英ガラス製の成形体に関して、上記の技術的課題は、成形体が最大密度の第１の体積領域と最小密度の第２の体積領域とを有し、最大密度と最小密度との間の密度差が０．０２５ｇ／ｃｍ^３未満であるという事実によって規定される均一性を、石英ガラスが有するという、冒頭に記載された特徴を有する成形体から生じる本発明に従って達成される。

成形体の体積は、理想的には全く密度差がないことが明らかである。しかしながら、実際には、測定精度の範囲内で、最大密度と最小密度との差が存在する。これらの密度差は、本発明による方法を参照して上でより詳細に説明したように、グリーン体が、重力、沈降および／または脱混合（偏析）の結果として異なる移動性固体粒子の混合物のスラリーから形成される場合に生じる。

最大密度と最小密度との間の０．０２６ｇ／ｃｍ^３未満、好ましくは０．０１８ｇ／ｃｍ^３未満の密度差は、例えば、成形体端部における半透明または透明な体積領域のない視覚的に均一な不透明外観によって反映される。

本発明による成形体は、好ましくは、液体吸収性の壁を有する流し込み成形型を用いて上記の鋳込成形法によって製造される。これは、好ましくは、合成的に製造された石英ガラスからなる。合成石英ガラスは、高純度であることを特徴とする。合成石英ガラスは、合成的に製造されたケイ素を含む出発材料を用いて製造される。これは主成分がＳｉＯ_２であり、望ましくない不純物は、最大でも副ｐｐｍ範囲にしか存在しないという意味で高純度である。不透明石英ガラスは、好ましくは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｉ、ＭｏおよびＷの合計不純物含有量が、多くて０．５重量ｐｐｍである。成形体の不透明度は、細孔の数、大きさおよび形状によって決定される。これらは、石英ガラスマトリックス内の光学的干渉点として機能し、成形体を、層の厚さに応じて、不透明－半透明または不透明に見せる。細孔は、可能な限り小さく、石英ガラス成形体中に均一に分布している。細孔の少なくとも８０％は、２０μｍ未満、好ましくは１５μｍ未満、特に好ましくは１０μｍ未満の細孔径を有する。記載された８０％の細孔の割合は、細孔径が１μｍを超える細孔にのみ関係する。

成形体は、気密性が高く、したがって開気孔を有していない。また、これは、高い熱的および化学的安定性ならびに腐食性ガスや液体に対する高い耐性が重要な用途にも適している。工作物の開気孔率は、染料浸透試験に基づいて検出可能な吸収性であることによって反映される。成形体の気孔率が３％未満であることを、ここでは「気密性が高い」というが、これも染料浸透試験で吸収性がないことで検出され得る。成形体の気孔率は、概して０．５～３重量％の範囲にある。

成形体は、加熱装置における拡散反射部材として使用され得る。また、成形体の高い均一性は、特に赤外波長域でのより均一な反射率にも寄与する。これにより、熱損失を低減し、加熱エネルギーを節約することができ、加熱装置内の熱条件を最適化することができる。例えば、使用可能な炉内領域を増やし、プロセス変動を低減することができる。

成形体は、通常、以下の特性：
－ ４×１０^１０～７×１０^１０ｄＰａ・ｓの範囲の１３５０℃における粘度
－ 少なくとも６８ＧＰａの弾性率、
－ 少なくとも２９ＧＰａのせん断弾性率、
－ 少なくとも１００ＭＰａの曲げ強さ、
－ 少なくとも３０ｋＶ／ｍｍの絶縁耐力、
－ 少なくとも１０^１６Ωｍの比電気抵抗、
－ 最大で３．８の比誘電率
のうち１つ以上またはすべてを有する。

定義と測定方法
上記の説明の個々の用語は、以下に定義されている。定義が、本発明の説明の一部を構成している。以下の定義の１つと残りの説明との間に矛盾がある場合、説明の残りの部分でなされた記述が優先する。

あるパラメータについて測定方法が指定されていない場合、このパラメータには、標準的な測定方法、特に、本出願の発行日に最も近い発行日の対応するＩＳＯ規格に規定された測定方法が用いられる。測定条件が指定されていない場合、標準条件（ＳＡＴＰ条件）として、温度：２９８．１５Ｋ（２５℃、７７°Ｆ）および絶対圧：１００ｋＰａ（１４．５０４ｐｓｉ、０．９８６ａｔｍ）が適用される。

不透明石英ガラス
不透明石英ガラスは、小さな気泡を含有しており、これが光の散乱を引き起こし、ガラスに半透明から白っぽいまでの外観を与えている。不透明と半透明との間には流動的な遷移がある。半透明とは、光の散乱に基づくよりも光の吸収に基づいていない部分的な光の透過を指す。不透明度は、半透明度の相反する特性である。この点で、不透明度は、石英ガラスの光不透過性の尺度である。

合成的に製造された石英ガラス
合成透明石英ガラスは、例えば、合成的に製造されたケイ素化合物の火炎加水分解または酸化、いわゆるゾル－ゲル法による有機ケイ素化合物の重縮合、または液体中の無機ケイ素化合物の加水分解および沈殿によって得られる。合成石英ガラスの工業生産では、ＳｉＯ_２に富む一次粒子は、いわゆる煤塵またはフィルタダストとしても沈殿する。造粒による予備圧密後、これらのダストを同様に焼結または溶融して合成透明石英ガラスを得ることができる。

スラリー
「スラリー」という用語は、液体とＳｉＯ_２固体粒子との懸濁液または分散液を示すために使用されている。使用される液体は、不純物の含有量を最小限にするために蒸留または脱イオン処理によって精製された水であってもよい。スラリーの代わりに、「スリップ」という用語も一般的である。

粒径および粒度分布
粒径および粒度分布は、Ｄ_１０またはＤ_５０またはＤ_９０の値を用いて特徴付けられている。これらの値は、ＳｉＯ_２粒子の累積体積を粒径の関数として示す粒度分布曲線から得る。この場合、Ｄ_１０値は、ＳｉＯ_２粒子の累積体積の１０％によって達成されない粒径を特徴付け、それに応じて、Ｄ_９０値は、ＳｉＯ_２粒子の累積体積の９０％によって達成されない粒径を特徴付ける。粒度分布は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ ＧｍｂＨ製の「Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ３０００」粒子分析器を用いて、ＩＳＯ １３３２０に準拠した散乱光およびレーザー回折分光法により測定する。

沈降挙動の測定
カラムの高さが１４５ｍｍになるまで、十分なスラリーをメスシリンダーに加える。所定の時間間隔の後、上澄み（沈降物の上方）の高さを測定する。ここから沈降物の高さが求められる。このプロセスでは、メスシリンダーは動かさない。

最大密度差の測定
本発明による成形体は、開気孔を有していないので、アルキメデスの原理による測定試料の簡易な密度測定が可能である。

密度分布は、測定距離１ｃｍで、円筒形の試料本体の高さにわたって約１ｃｍ^３の試料体積を有する少なくとも３つの均一に分布した密度測定試料を採取することによって求められる。密度測定試料は、グリーン体の成形（流し込み成形）中に下部に配置された体積領域と、グリーン体の成形中に上部に配置された体積領域とを、試料本体の円筒の長手方向軸に沿って含む。試料体の高さが５ｃｍであることで、例えば、それぞれ１．５ｃｍの中心間距離およびそれぞれ０．５ｃｍの端面からの距離を有する３つの密度測定試料が使用可能になる。

密度の最大値と最小値とは、密度測定試料から求められる。

細孔径／細孔容積（気孔率）／細孔径分布
細孔径は、細孔の２つの対向する細孔壁間の最大距離である。多孔質材料の「細孔容積」とは、材料内の空洞が占める自由体積を意味する。細孔容積は、密度測定に基づいて求められる。

透明石英ガラスの比重を考慮し、密度測定に基づいて気孔率を求めると、約２．２ｇ／ｃｍ^３である。

細孔径分布は、測定された細孔直径の頻度を示す。細孔径は、研磨した試料切片の走査型電子顕微鏡写真を使用して求められる。細孔径は、円形細孔の場合、測定された直径として示され、非円形の細孔の場合、平均直径として示され、その平均直径は、可能な限り大きくて、細孔表面だけを取り囲む楕円の内円領域と、同じ中心点でそれに垂直な楕円の直径とから計算される。

焼結
「焼結」とは、成形体を１１００℃超の高温で処理し、そのプロセスで熱圧縮する方法工程を意味する。焼結は、空気下、不活性ガス下、または真空下で行われる。真空とは、絶対ガス圧が２ｍｂａｒ未満であることを意味すると理解されている。

例示的な実施形態
本発明は、例示的な実施形態および図面を使用して、以下により詳細に説明される。詳細は次の通りである。

本発明による成形体の実施形態の製造を説明するフローチャートである。 従来技術に従って製造された円筒形の参照試料の長手方向の円筒軸に平行な横断面の写真である。 さまざまなスラリーの沈降過程の図である。 さまざまなスラリーの流動性を示す棒グラフである。 本発明による成形体の細孔径分布を示す棒グラフである。 湿式粉砕プロセスの完了後のスラリー中の粒径の分布を示す図である。 さまざまなスラリーから製造された石英ガラス板の密度を示す棒グラフである。

図１に基づいて、半導体製造用の加熱装置に使用する不透明石英ガラス製の板状成形体の製造例を用いて、本発明による方法を、以下に説明する。

粉砕された石英ガラス粒１
通例、透明な合成石英ガラスの円筒体を、ケイ素含有出発材料の火炎加水分解によって製造する。石英ガラス円筒体をセグメントに切断し、これらを電気力学的または電気油圧式の破砕によって粉砕して、ＳｉＯ_２粒１を形成する。合成的に製造されたＳｉＯ_２製のこれらの粒は、スラリーの出発材料の１つである。

熱分解的に製造されたＳｉＯ _２ ナノ粒子２
ここで使用されている熱分解的に製造されたＳｉＯ_２ナノ粒子２は、「ＺＡＮＤＯＳＩＬ」という名称で、白色の緩い粉末の形で市販されている。粉末のＢＥＴ表面積は約３０ｍ^２／ｇであり、かさ密度は約２００ｇ／ｌである。ＳｉＯ_２ナノ粒子２は、ＳｉＯ_２一次粒子の凝集体または凝塊体の形で存在し、通常、約５ｎｍ～約２００ｎｍの範囲、多くの場合、約１００±５０ｎｍの広い粒度分布を有する。ＳｉＯ_２ナノ粒子は、互いに付着しやすく、より大きなクラスターを形成するため、個々の粒径を測定することは困難である。粒径は、顕微鏡によって簡単かつ比較的正確に求められる。

懸濁液３
１０ｋｇのスラリー１（ＳｉＯ_２水スラリー）のバッチを目的として、ポリウレタンで裏打ちされた約２０リットルの容積を有するドラムミル内で、８．２ｋｇの非晶質合成石英ガラス粒１を、１．８ｋｇの１μＳ未満の導電率を有する脱イオン水３と混合した。

分散液４
ＳｉＯ_２ナノ粒子２を、１μＳ未満の導電率を有する脱イオン水中に５０：５０の重量比でコロイドの形で分散させ、この分散液４を、スターラーを用いて均一化し、使用時まで回転状態で保存して分散させる。

ベーススラリー５
懸濁液３と分散液４とを組み合わせて、ベーススラリー５を形成する。この場合、分散液４の割合は、添加したＳｉＯ_２ナノ粒子がベーススラリー５の固形分の１％、２％、５％または１０％を構成するように調整される。その時点まで、固形分は、非晶質、合成石英ガラス粒およびＳｉＯ_２ナノ粒子からなり、湿式粉砕プロセスの終了時には、７６重量％～８０重量％の範囲、特に好ましくは７７重量％～７９．５重量％の範囲である。この場合、湿式粉砕プロセスの過程で、固形分は粉砕媒体摩耗によってわずかに増加することを考慮する。

合成石英ガラス製の粉砕媒体をベーススラリー５に添加し、これをローラブロックで２０ｒｐｍで粉砕する。湿式粉砕の過程で、ｐＨは約４まで低下する。同時に、石英ガラス粒１をさらに粉砕し、その結果、新たな破砕面が連続的に生成され、作りたての比較的反応性の高い表面が形成される。それによって、ＳｉＯ_２ナノ粒子２が相互作用することで、ＳｉＯ_２ナノ粒子と粉砕されたＳｉＯ_２微粒子との双方の移動度を低下させることができる。その結果、スラリーの体積内の固形分分布を安定させることができ、異なる固体成分の偏析を低減することができる。

湿式粉砕中に、前者の石英ガラス粒１を粉砕して微細なＳｉＯ_２粉末粒子を得る。湿式粉砕プロセスは、粉末粒子の粒度分布が５０μｍ未満のＤ_９０値に達する粒度分布が確立されるまで続く。例示的な一実施形態では、１１日間の湿式粉砕期間の後、４２．５μｍのＤ_９０値、１２．７μｍのＤ_５０値および２．１８μｍのＤ_１０値を有する粒度分布が得られた。図６の図は、対応する粒度分布を示す。この場合、比例粒子体積Ｖ（％）をｙ軸にプロットし、粒径ｄ（μｍ）をｘ軸にプロットする。粒径が１μｍ未満の微細な画分は、選択した測定方法では分離できない。すなわち、ＳｉＯ_２ナノ粒子も分離できない。しかしながら、より正確な結果は、より大きな粒子から生じ、これにより、湿式粉砕プロセスの終了を決定する。

スラリー６ａの安定化
湿式粉砕プロセスの結果、水、粉砕されたＳｉＯ_２粒およびＳｉＯ_２ナノ粒子の均一化されたスラリー６ａが得られ、これはさらに、石英ガラス粉砕媒体の摩耗から生じるＳｉＯ_２の低い未確定の画分を含有する。

湿式粉砕プロセス後、均一化されたスラリー６ａは、約４０℃の温度を有し、均一な固形分分布を特徴とする。粉砕媒体を除去し、スラリー６ａを、ローラブロックで保管して動かしながら自由冷却により常温にする。スラリー６ａを周囲温度（２５℃）まで回転させながら冷却するには、数時間、例えば３０時間～２００時間かかり、例示的な実施形態では、４８時間である。この手順により、先に作られた均一な固形分分布が安定化する。懸濁液、粉砕されたＳｉＯ_２粉末粒子、ＳｉＯ_２ナノ粒子および粉砕媒体の摩耗から生じる一定割合のＳｉＯ_２の均一化された安定なスラリー６ｂが得られる。

グリーン体およびＳｉＯ _２ 成形体の製造
均一化された安定なスラリー６ｂを、液密の円筒ジャケットとプラスチック製の多孔質のベースプレートとを有するプラスチック成形型に加圧して注入する。ベースプレートは、さらに負圧をかけることで脱水を促進させることができる排水システムに隣接している。プラスチック成形型では、均一化された安定なスラリー６ｂを脱水し、外径１００ｍｍの多孔質円筒形グリーン体７を形成する。円筒高さが５０ｍｍ～１００ｍｍの範囲にある複数のグリーン体７を試作する。

結合水を除去するために、グリーン体７を約６０℃の換気オーブンで２日間乾燥させ、冷却後、まだ多孔質のグリーン体７の汚染された表面領域を研削除去する。使用される研削ディスクの場合、粉砕媒体は、プラスチック結合で固定されている。除去した研削量は、円筒ジャケット表面で約０．５ｍｍ、端面で約５ｍｍである。

グリーン体７を焼結する場合、上記グリーン体を、焼結炉内で空気下で２℃／分の昇温速度で１３７５℃（または測定試料が１つの場合は１４００℃）の加熱温度に加熱し、この温度で４．５時間維持する。冷却を、２℃／分の冷却速度で１０００℃の炉内温度まで行い、その後、炉を閉じて無調整で行う。直径９０ｍｍの石英ガラス円筒体８を得る。円筒高さは、グリーン体７の初期高さに応じて、約４５ｍｍ～約９０ｍｍの範囲である。

第１表には、測定試料Ａ～Ｇならびに比較試料ＨおよびＪについて、組成、流し込み成形型への流し込み成形時のスラリー中の固形分、およびＳｉＯ_２ナノ粒子の添加時間、場合により焼結温度がまとめられている。

ここで：
２列目の前とは、それぞれ示された割合のＳｉＯ_２ナノ粒子が湿式粉砕プロセスの開始前にスラリーに添加されたことを意味する。

３列目の後とは、それぞれ示された割合のＳｉＯ_２ナノ粒子が湿式粉砕プロセスの完了後にスラリーに添加されたことを意味する。

このようにして得られた石英ガラス円筒体８（成形体）は、もはや開孔がなく、少なくとも９９．９９重量％のＳｉＯ_２純度および２．１５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する合成石英ガラスからなる。成形体の全気孔率は、約２．５％である。細孔は、２０μｍ未満の最大寸法を有し、平均（中央値）では、最大寸法は、約３μｍである。

石英ガラスは、０．２重量ｐｐｍのＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｌ、ＺｒおよびＮｉの合計不純物含有量を示す。上記不純物は、ＩＣＰ－ＯＥＳ法またはＩＣＰ－ＭＳ法により求められる。

成形体の石英ガラスは、
－ １３５０℃での６×１０^１０ｄＰａ・ｓの粘度、
－ ７０ＧＰａの弾性率、
－ ３０ＧＰａのせん断弾性率、
－ １２０ＭＰａの曲げ強度、
－ ３２ｋＶ／ｍｍの絶縁耐力、
－ ５×１０^１６Ωｍの比電気抵抗、
－ ３．８の比誘電率
を有する。

比較試料Ｈに基づいて得られたグリーン体は、すでに、グリーン体の下部領域において粗粒子の割合が高い固体粒子の視覚的偏析を示した。比較試料Ｊから得られたグリーン体は、流し込み成形縞および充填構造を示した。上記効果は、特に焼結後の成形体に影響を与える。そして、試料Ｈでは、微細な画分が粗い粒子よりも焼結活性が高いため、上部と下部との間に大きな密度差があった。成形体の上部は、非常に密度が高くなり、視覚的に半透明になるが、下部は、比較的密度が低く、成形体は、不透明（白色）に見える。また、試料Ｊの流し込み成形構造も、特に焼結成形体上で、特に数ｍｍ厚の薄片に切断した場合に明らかになる。第１表の測定試料Ａ～Ｇについて、密度分布および細孔分布を求め、測定試料に付随するスラリーについて沈降挙動および流出時間を求めた。

密度分布の測定
図７の棒グラフは、最大密度（ｄ_ｍａｘ；右バー）、最小密度（ｄ_ｍｉｎ；左バー）および平均密度（ｄ_ａｖ；ミドルバー）について、測定試料Ａ～Ｇの密度値ｄ（ｇ／ｃｍ^３）を示している。密度測定試料は、それぞれの測定試料の長手方向の中心軸、すなわち、上部、中央部および下部の体積領域に由来する（スラリー６ｂの流し込み成形後のグリーン体の向きに基づく）。

ここで、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下で湿式粉砕プロセスを経て製造された石英ガラス板Ａ～Ｅは、最小密度と最大密度との間のスパンが比較的小さいことが分かる。ここでの最大スパンは、約０．２１ｇ／ｃｍ^３（試料Ｄの場合）であり、最小スパンは、０．１１ｇ／ｃｍ^３（試料ＡおよびＥの場合）である。これは、このようにして製造された成形体の均一性が高いことを示している。しかしながら、湿式粉砕プロセス中のＳｉＯ_２ナノ粒子の割合が１０重量％である石英ガラス円筒体ＤおよびＥは、試料Ａ（湿式粉砕プロセス中のＳｉＯ_２ナノ粒子は１％）および試料Ｃ（ＳｉＯ_２ナノ粒子は５％）に比べて比較的低い密度を示す。

石英ガラス板Ｆを、ＳｉＯ_２ナノ粒子を添加せずに作製し、参照試料とした。石英ガラス板Ｇの場合、湿式粉砕プロセスの完了後にのみ、均一化したスラリーに１重量％の量のＳｉＯ_２ナノ粒子を添加した。石英ガラス板ＦおよびＧは、密度値のスパンが大きく、したがって均一性が低い。

図２は、参照試料Ｆの長手方向の円筒軸の方向の断面を示す。視覚的には、板中央部２２および板下面２３の領域で、表面が白っぽく、艶消しに見える。これと比較して、板上面２１の領域の石英ガラスは、色が濃く、より高い密度および初期の透明性を示している。参照符号２４は、ここでは関係ない切削加工物を示す。

スラリーの沈降傾向の測定
このために、スラリー６ｂの１００ｍｌを、それぞれメスシリンダーに入れ、スラリーが高さ１４５ｍｍの柱を形成するようにする。所定の時間間隔の後、沈降物上の上清の高さを、巻き尺で測定する。これから沈降物の高さを計算する。

図３の図は、組成の異なるスラリーの沈降実験の結果を示す。沈降物の高さｈ_Ｓ（ｍｍ）をｙ軸にプロットし、実験開始後の時間ｔ_Ｓ（ｈ）をｘ軸にプロットする。

このことから、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下で湿式粉砕を行ったスラリー（試料Ａ、Ｃ、Ｄ）は、ＳｉＯ_２ナノ粒子を添加していないスラリー（試料Ｆ）またはその後に添加するスラリー（試料Ｇ）に比べて沈降傾向が低いことが分かる。この効果は、測定期間が３日未満の場合に特に顕著になる。第２表は、実験開始から２４時間後の沈降物の高さを示す。

これは、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下で湿式粉砕を行うことで、より沈降傾向の低い、より安定なスラリーが得られることを示す。

また、スラリーを流し込み成形する場合、流し込み成形型の充填レベルにもよるが、流し込み成形時間が数時間、例えば２４時間～６０時間の範囲になることがあるので、沈降傾向が低いことが何よりも重要である。

スラリーの粘度測定
スラリーの粘度の定性測定のために、流出試験を行った。この場合、安定化した均一なスラリー６ｂを、１６５ｍｍの単回使用のエッペンドルフピペットチップに入れ、１０ｍｌのスリップがなくなるまでに要する時間を、光障壁によって電子的に測定する。測定を３回行い、平均値を計算する。

図４の棒グラフは、異なる組成のスラリーに対するこれらの流出実験の結果を示す。流出時間ｔ_Ａ（ｓ）をｙ軸にプロットする。

このことから、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下で湿式粉砕を行ったスラリー（試料Ａ、Ｃ、Ｄ）は、ＳｉＯ_２ナノ粒子を添加していないスラリー（試料Ｆ）に比べて流出時間が長く、したがって粘度が高いことが分かる。

細孔径分布の測定
図５のヒストグラムは、測定試料Ａ（湿式粉砕プロセス中に１重量％のＳｉＯ_２ナノ粒子を添加した）の細孔径（細孔直径）の分布の測定結果を示す。数値Ｈ（周波数）をｙ軸に示し、細孔径ｄ_Ｐ（μｍ）をｘ軸に示し、すべてマイクロメートルの桁に四捨五入している。最大分布は、細孔径が１～２μｍの場合である。７μｍ以上の細孔径を有する細孔は存在しない。

Claims (14)

1. 不透明石英ガラス製の成形体の製造方法であって、以下の方法工程：
   （ａ）少なくとも９９．９重量％のＳｉＯ_２の純度を有する石英ガラスを粉砕することによって得られるＳｉＯ_２粒を準備する工程、
   （ｂ）懸濁液と前記ＳｉＯ_２粒とを含有し、全固形分を有するスラリーを形成する工程、
   （ｃ）前記スラリー中の前記ＳｉＯ_２粒を湿式粉砕して、粉砕されたＳｉＯ_２微粒子を形成する工程、
   （ｄ）前記スラリーから多孔質グリーン体を形成する工程、および
   （ｅ）前記多孔質グリーン体を焼結して前記成形体を形成する工程
   を含み、
   方法工程（ｃ）による前記ＳｉＯ_２粒の湿式粉砕が、ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下で少なくとも一時的に行われ、該粒子の前記スラリーの全固形分中での割合は０．１重量％～１０重量％の範囲であり、かつ前記ＳｉＯ_２ナノ粒子の添加後および湿式粉砕後の前記スラリーの固形分が、７６重量％～８０重量％の範囲であることを特徴とする、方法。
2. 全固形分中のＳｉＯ_２ナノ粒子の割合が、１重量％～２重量％の範囲であり、好ましくは最大で５重量％であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. ＳｉＯ_２ナノ粒子の存在下での方法工程（ｃ）による前記ＳｉＯ_２粒の湿式粉砕が、少なくとも１時間、好ましくは少なくとも１０時間、特に好ましくは少なくとも１２０時間であることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
4. 前記スラリーの前記ＳｉＯ_２ナノ粒子の少なくとも一部が、少なくとも２０ｍ^２／ｇの比表面積（ＢＥＴ）のコロイドの形で分散液に添加されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記スラリーを、湿式粉砕の後、少なくとも１時間、好ましくは少なくとも１０時間、特に好ましくは少なくとも３０時間、動かしながら冷却することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 湿式粉砕の後、前記スラリーが、５０μｍ未満のＤ_９０および１５μｍ未満のＤ_５０値によって定義される粒度分布を有するＳｉＯ_２粒子を含有することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記ＳｉＯ_２ナノ粒子の添加後および湿式粉砕後、前記スラリーが、３～５の範囲のｐＨおよび７７～７９．５重量％の範囲の固形分を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. １４５ｍｍの高さを有する前記スラリーのカラムが２４時間の静置時間後に２０ｍｍ未満の沈降高さの沈降物を形成したことで特徴付けられる沈降挙動を、前記スラリーが有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項または複数項記載の方法。
9. 前記ＳｉＯ_２粒が、合成的に製造された透明石英ガラスを粉砕することによって得られ、前記粉砕が、前記透明石英ガラスの電気力学的および／または電気油圧式の破砕を含むことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記グリーン体が、焼結前に乾燥され、前記乾燥は、好ましくは高温で行われ、かつ少なくとも２４時間の乾燥時間を含むことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記グリーン体の表面領域を、焼結前に機械的な機械加工、特にサンディングによって除去し、ここで、機械加工ツールは、好ましくはプラスチック結合粒で作られた機械加工面を有するものが使用されることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 方法工程（ｄ）による焼結が、１３２５℃～１６００℃の範囲の焼結温度で、好ましくは１５００℃で、特に好ましくは１４５０℃で行われることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 閉気孔、少なくとも９９．９重量％のＳｉＯ_２の化学純度、２．１４～２．１９ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する不透明な細孔含有の石英ガラス製の成形体であって、前記成形体が最大密度の第１の体積領域と最小密度の第２の体積領域とを有し、ここで前記最大密度と前記最小密度との間の密度差が０．０２６ｇ／ｃｍ^３未満であるという事実によって規定される均一性を、前記石英ガラスが有することを特徴とする、成形体。
14. 前記細孔の少なくとも８０％が、１５μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満、特に好ましくは５μｍ未満の細孔径を有することを特徴とする、請求項１３記載の成形体。

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