JP2586559B2 - 均質なフッ素含有シリカガラス塊の製造方法 - Google Patents
均質なフッ素含有シリカガラス塊の製造方法Info
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- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
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- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、均質なフッ素含有シリカガラス塊の製造方
法に関し、ガラス中においてフッ素の濃度分布に偏りが
ない、均質なフッ素含有シリカガラス塊を製造する方法
に関する。
法に関し、ガラス中においてフッ素の濃度分布に偏りが
ない、均質なフッ素含有シリカガラス塊を製造する方法
に関する。
［従来の技術］ フッ素を含有したシリカガラスを得る場合、フッ素を
含んだシリコンアルコキシドを原料に用いたゾルゲル法
や、多孔質ガラスをSF6、CF4、C2F6、SiF4等のフッ素を
含むガス中で焼結する方法が採られている。
含んだシリコンアルコキシドを原料に用いたゾルゲル法
や、多孔質ガラスをSF6、CF4、C2F6、SiF4等のフッ素を
含むガス中で焼結する方法が採られている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記方法によりフッ素含有シリカガラ
スを製造した場合、得られるガラスの純度が低い、ガラ
ス中に均一にフッ素を添加することは困難である、とい
う問題がある。
スを製造した場合、得られるガラスの純度が低い、ガラ
ス中に均一にフッ素を添加することは困難である、とい
う問題がある。
従って本発明の目的は、シリカガラス中にフッ素を均
一に添加し、かつ高純度なガラス塊の製造方法を提供す
ることにある。
一に添加し、かつ高純度なガラス塊の製造方法を提供す
ることにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは原料
としてフッ素を添加した非晶質シリカ粉末を使用し、気
密な容器に封じ込めたうえで熱間等方圧プレス（以下、
HIPとする）をすることにより、ガラス中においてフッ
素の濃度分布に偏りがない均質なフッ素含有シリカガラ
ス塊を製造できることを発見し、本発明に到達した。
としてフッ素を添加した非晶質シリカ粉末を使用し、気
密な容器に封じ込めたうえで熱間等方圧プレス（以下、
HIPとする）をすることにより、ガラス中においてフッ
素の濃度分布に偏りがない均質なフッ素含有シリカガラ
ス塊を製造できることを発見し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の均質なフッ素含有シリカガラス塊
の製造方法は、フッ素を添加した非晶質シリカ粉末を原
料とし、これを気密な容器に封じ込めたうえでHIPによ
り高温高圧で加熱処理し、前記粉末をガラス化すること
を特徴とする。
の製造方法は、フッ素を添加した非晶質シリカ粉末を原
料とし、これを気密な容器に封じ込めたうえでHIPによ
り高温高圧で加熱処理し、前記粉末をガラス化すること
を特徴とする。
本発明を以下詳細に説明する。
原料となるフッ素を添加した非晶質シリカ粉末には、
特に限定はなく、例えば市販のもの又は本発明者らの２
件の発明（昭和63年３月11日付出願）によるものなどが
使用できる。その一次粒子の平均粒度は特に限定されな
いが、反応性の観点から0.05〜５μｍ程度とするのが好
ましい。
特に限定はなく、例えば市販のもの又は本発明者らの２
件の発明（昭和63年３月11日付出願）によるものなどが
使用できる。その一次粒子の平均粒度は特に限定されな
いが、反応性の観点から0.05〜５μｍ程度とするのが好
ましい。
フッ素を添加した非晶質シリカ粉末を封じ込める容器
としては、例えばガラス、金属製の缶材などが好まし
い。金属としては処理温度より高融点をもつものが使用
できる。粉末の封じ込めは、100〜500℃程度に加熱しな
がら10-2Pa以下に脱気した状態で行うのが好ましい。な
お粉末の封じ込めは、例えば上記容器脱気口を電子ビー
ム溶接機で溶接することにより行うことができる。
としては、例えばガラス、金属製の缶材などが好まし
い。金属としては処理温度より高融点をもつものが使用
できる。粉末の封じ込めは、100〜500℃程度に加熱しな
がら10-2Pa以下に脱気した状態で行うのが好ましい。な
お粉末の封じ込めは、例えば上記容器脱気口を電子ビー
ム溶接機で溶接することにより行うことができる。
上記容器に封じ込めたフッ素添加非晶質シリカ粉末を
HIP装置に入れ、温度900℃以上、好ましくは、1000〜15
00℃、圧力5MPa以上、好ましくは20〜200MPaで処理す
る。圧力媒体としては、窒素やアルゴン等の不活性ガス
を用いるのが好ましい。処理の際の昇温昇圧パターン
は、加熱により添加したフッ素が四フッ化ケイ素ガスと
なって解離するのを防止するために圧力5MPa以上、好ま
しくは20MPa以上となるまで昇圧し、その後処理度及び
圧力まで加熱加圧する昇圧先行型とする必要がある。
HIP装置に入れ、温度900℃以上、好ましくは、1000〜15
00℃、圧力5MPa以上、好ましくは20〜200MPaで処理す
る。圧力媒体としては、窒素やアルゴン等の不活性ガス
を用いるのが好ましい。処理の際の昇温昇圧パターン
は、加熱により添加したフッ素が四フッ化ケイ素ガスと
なって解離するのを防止するために圧力5MPa以上、好ま
しくは20MPa以上となるまで昇圧し、その後処理度及び
圧力まで加熱加圧する昇圧先行型とする必要がある。
なおHIP処理に要する時間は一般に昇温・冷却工程を
含めて全体で４〜12時間程度とする。
含めて全体で４〜12時間程度とする。
以上のようにして均質なフッ素含有シリカガラス塊を
得ることができる。
得ることができる。
［作用］ 本発明の方法においてはフッ素の添加された非晶質シ
リカ粉末を原料とし、HIPにより等圧的に加熱加圧処理
するので、得られるフッ素含有シリカガラス塊は、気
泡，脈理がなく、フッ素が均一に含有され、極めて均質
なものとなる。また赤外，可視，紫外領域における透光
性にもすぐれている。これは原料粉末自体が均質な上
に、脱気されており、かつHIPの圧力媒体ガスと隔離さ
れているためであると考えられる。
リカ粉末を原料とし、HIPにより等圧的に加熱加圧処理
するので、得られるフッ素含有シリカガラス塊は、気
泡，脈理がなく、フッ素が均一に含有され、極めて均質
なものとなる。また赤外，可視，紫外領域における透光
性にもすぐれている。これは原料粉末自体が均質な上
に、脱気されており、かつHIPの圧力媒体ガスと隔離さ
れているためであると考えられる。
［実施例］ 本発明を、以下の実施例により詳細に説明する。しか
し本発明は、これら実施例のみに限定されるものではな
い。
し本発明は、これら実施例のみに限定されるものではな
い。
（実施例１） 平均粒径が５μｍ以下の非晶質シリカ粉末200gに20％
ケイフッ化水素酸200gを作用させて水洗、濾過した後に
200℃で５時間乾燥した。次いでこの粉末をボールミル
で24時間粉砕混合した後に冷間等方圧プレス（以下CIP
とする）で成型した。この際のプレス圧は200MPaとし
た。この成型体を40mmφ×70mm の円柱状に研削し、外
径42mm、高さ71mm、肉厚1mmのモリブデン缶に入れフタ
をした。この試料を電子ビーム溶接機のチャンバー内に
移し約200℃に加熱しながら10-2Pa以下の圧力で電子ビ
ーム溶接した。
ケイフッ化水素酸200gを作用させて水洗、濾過した後に
200℃で５時間乾燥した。次いでこの粉末をボールミル
で24時間粉砕混合した後に冷間等方圧プレス（以下CIP
とする）で成型した。この際のプレス圧は200MPaとし
た。この成型体を40mmφ×70mm の円柱状に研削し、外
径42mm、高さ71mm、肉厚1mmのモリブデン缶に入れフタ
をした。この試料を電子ビーム溶接機のチャンバー内に
移し約200℃に加熱しながら10-2Pa以下の圧力で電子ビ
ーム溶接した。
この試料をHIP装置内で室温にて50MPaまで加圧した後
に昇温昇圧を開始し、最終的には温度1300℃、圧力120M
Paで１時間HIP処理した。処理後、試料をHIP装置から取
り出し濃硝酸でモリブデンの缶材を溶解除去し、ガラス
塊の表面部分を研削し、30mmφ×60mm の円柱状の均質
なガラス塊とした。このガラス塊に、脈理，気泡は存在
せず、蛍光Ｘ線分析装置によるフッ素濃度は4.2wt％で
あった。
に昇温昇圧を開始し、最終的には温度1300℃、圧力120M
Paで１時間HIP処理した。処理後、試料をHIP装置から取
り出し濃硝酸でモリブデンの缶材を溶解除去し、ガラス
塊の表面部分を研削し、30mmφ×60mm の円柱状の均質
なガラス塊とした。このガラス塊に、脈理，気泡は存在
せず、蛍光Ｘ線分析装置によるフッ素濃度は4.2wt％で
あった。
（実施例２） 四フッ化ケイ素ガス50に空気5000を混合したガス
を、毎分0.1の速度で10の水にバブリングし、この
溶液をウォーターバスにて蒸発乾固し、得られた粉末を
温度200℃で５時間乾燥した。この方法で得た粉末50gを
200MPaのプレス圧でCIP成型し、これを研削して300mmφ
×60mm の円柱状に研削し、外径32mm、高さ61mm、肉厚
1mmのモリブデン缶に入れフタをした。この試料を電子
ビーム溶接機のチャンバー内に移し200℃に加熱しなが
ら10-2Pa以下の圧力で電子ビーム溶接した。
を、毎分0.1の速度で10の水にバブリングし、この
溶液をウォーターバスにて蒸発乾固し、得られた粉末を
温度200℃で５時間乾燥した。この方法で得た粉末50gを
200MPaのプレス圧でCIP成型し、これを研削して300mmφ
×60mm の円柱状に研削し、外径32mm、高さ61mm、肉厚
1mmのモリブデン缶に入れフタをした。この試料を電子
ビーム溶接機のチャンバー内に移し200℃に加熱しなが
ら10-2Pa以下の圧力で電子ビーム溶接した。
この試料をHIP装置内で室温にて50MPaまで加圧した後
に昇温昇圧を開始し、最終的に温度1300℃、圧力120MPa
で１時間HIP処理した。処理後、試料をHIP装置から取り
出し濃硝酸でモリブデンの缶材を溶解除去し、ガラス塊
の表面部分を研削し、10mmφ×50mm の円柱状の均質な
ガラス塊とした。このガラス塊に、脈理，気泡は存在せ
ず、蛍光Ｘ線分析装置によるフッ素濃度は4.8wt％であ
った。
に昇温昇圧を開始し、最終的に温度1300℃、圧力120MPa
で１時間HIP処理した。処理後、試料をHIP装置から取り
出し濃硝酸でモリブデンの缶材を溶解除去し、ガラス塊
の表面部分を研削し、10mmφ×50mm の円柱状の均質な
ガラス塊とした。このガラス塊に、脈理，気泡は存在せ
ず、蛍光Ｘ線分析装置によるフッ素濃度は4.8wt％であ
った。
実施例１及び２で得られたガラス塊中のフッ素の濃度
分布は、ガラス塊を切断しその断面をEPMA（Electron P
robe Micro Analyzer）で線分析を行ったところ、偏り
は観察されなかった。
分布は、ガラス塊を切断しその断面をEPMA（Electron P
robe Micro Analyzer）で線分析を行ったところ、偏り
は観察されなかった。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フ
ッ素を添加した非晶質シリカ粉末を原料とし、これを気
密な容器に封じ込めた上でHIPにより高温高圧で加熱処
理するので、均質なフッ素含有シリカガラス塊を製造す
ることができる。
ッ素を添加した非晶質シリカ粉末を原料とし、これを気
密な容器に封じ込めた上でHIPにより高温高圧で加熱処
理するので、均質なフッ素含有シリカガラス塊を製造す
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】フッ素を添加した非晶質シリカ粉末を原料
とし、これを気密な容器に封じ込めたうえで熱間等方圧
プレスにより高温高圧で加熱処理し、前記粉末をガラス
化することを特徴とする均質なフッ素含有シリカガラス
塊の製造方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の均質なフッ
素含有シリカガラス塊の製造方法において、前記熱間等
方圧プレスを900℃以上の温度及び5MPa以上の圧力下で
行うことを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078069A JP2586559B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 均質なフッ素含有シリカガラス塊の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078069A JP2586559B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 均質なフッ素含有シリカガラス塊の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252546A JPH01252546A (ja) | 1989-10-09 |
| JP2586559B2 true JP2586559B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=13651558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63078069A Expired - Fee Related JP2586559B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 均質なフッ素含有シリカガラス塊の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586559B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3206916B2 (ja) * | 1990-11-28 | 2001-09-10 | 住友電気工業株式会社 | 欠陥濃度低減方法、紫外線透過用光学ガラスの製造方法及び紫外線透過用光学ガラス |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63078069A patent/JP2586559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01252546A (ja) | 1989-10-09 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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