JP6305839B2 - 中空状多孔質石英ガラス母材の製造方法及び中空状多孔質石英ガラス母材 - Google Patents
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Description
第1層14は、ターゲット12を抜き出す際に、ターゲット12を回転させるなど力を加えることで第1層14のスート体が崩れ、ターゲット12と中空状多孔質石英ガラス母材10の内周面との間に隙間を発生させるためのものであり、いわゆるブレイク層となっている。
第2層16は、ターゲット12の抜き出しの際、第1層14を崩す作業時に、製品となる第3層18に傷が入らないよう十分硬くすることで、製品層である第3層18を保護するための層であり、いわゆるプロテクト層となっている。また、内面近傍の密度が高いスート体は、焼結後の体積変化量が、低密度の場合に比べ少なく、且つ熱伝導率も良いためターゲットである心棒へ密着しやすいという利点もある。
第3層18は、製品となる層である。第3層18の嵩密度は0.44g/cm3以上0.88g/cm3以下である。
図3によく示される中空状多孔質石英ガラス母材の製造装置を用いて、OVD法により、中空状多孔質石英ガラス母材を作製した。酸素ガス及び水素ガスを導入し燃焼させる複数のバーナー22を、バーナースイング及び上下動装置24に設置することによりターゲット12―の軸方向に対し垂直に配し、その複数のバーナー22をターゲット12の軸方向に平行にスイングさせ、ターゲット保持回転機構26に保持されたターゲット12を回転させながら、ターゲット12の外周面にシリカ微粒子を堆積さてスート体13を作製した。酸素ガス量及び水素ガス量とターゲットの回転周速を変化させることで上記スート体13の第1層から第3層までを作製し外径400mmの中空状多孔質石英ガラス母材を得た。ターゲット12はSiC製のものを使用した。
図10のように、ターゲット境界から中空状多孔質石英ガラス母材外周まで均一な嵩密度0.62g/cm3とした以外は実施例1と同様にして中空状多孔質石英ガラス母材を作製した。この場合、ターゲットと多孔質石英ガラス母材(スート体)の固着力が強すぎターゲットを抜くことができなかった。
図11のように、ターゲット境界とスート体境界を0.55g/cm3の密度にし、外周に向かって緩やかに密度を上げた以外は実施例1と同様にして中空状多孔質石英ガラス母材を作製した。この場合、ターゲットを抜くことはできたが、ターゲットを回転させた際や、軸方向に動かした際に、局所的に点在する強度が弱い箇所から崩れるため、必ずしもターゲット境界から崩れるわけではなく、ターゲットとスート体境界よりも数ミリ外周側で崩れることがあった。その場合、中空状多孔質石英ガラス母材の内面に局所的な欠陥が発生し、焼結透明化後というガラス処理工程を行なった石英ガラスシリンダにも欠陥が残ることがあった。
図12のように、ターゲット境界とスート体境界を0.55g/cm3の嵩密度にし、更にその外周部を0.9g/cm3の嵩密度にし、外周部までその嵩密度で製造した以外は実施例1と同様にして中空状多孔質石英ガラス母材を作製した。この場合、高密度スート体を得ることができ、更にターゲットを容易に抜き出すことができ、更にターゲットを抜く際にスート体内面に欠陥を生成させずに行うことができた。しかし、0.9g/cm3と極端に高密度であったため、脱水工程での脱水が難しくなり、焼結透明化というガラス処理工程を行なった後の石英ガラスシリンダ内のOH基濃度が上昇した。
図13のように、第1層の最低嵩密度を0.4g/cm3にした以外は実施例1と同様にして中空状多孔質石英ガラス母材を作製した。この場合、スート体成長後期の重量が重くなってきた際に、ターゲットとスート体内の界面で滑りが発生した。滑りが発生した場合、均質なスート体が得られないために好ましくない。更に滑りによって発生するSiO2粉が端部より噴出し、成長空間内を浮遊し、それがスート体成長表面に付着することで泡の原因となる事からも好ましくない。
Claims (2)
- 円柱状ターゲットを回転させながら、前記ターゲットの外周面にシリカ微粒子を堆積させて多孔質石英ガラス母材を作製する堆積工程と、前記ターゲットを前記多孔質石英ガラス母材から抜き出すターゲット抜き出し工程とを含む中空状多孔質石英ガラス母材の製造方法であり、
前記堆積工程において、
中空状多孔質石英ガラス母材の中空部に面した最内層領域であり、嵩密度が0.45g/cm3以上0.8g/cm3以下、厚みが1mm以上3mm以下である第1層を形成する第1層形成工程と、
前記第1層の外側に隣接し、嵩密度が0.55g/cm3以上であり且つ第1層の最低嵩密度よりも0.1g/cm3以上高い最低嵩密度を有する第2層を形成する第2層形成工程と、
前記第2層の外側に隣接し、嵩密度が0.44g/cm3以上0.88g/cm3以下であり、且つその最高密度が第2層の最高嵩密度を超えない嵩密度である第3層を形成する第3層形成工程と、
を含むことを特徴とする中空状多孔質石英ガラス母材の製造方法。 - 中空状多孔質石英ガラス母材の中空部に面した最内層領域であり、嵩密度が0.45g/cm 3 以上0.8g/cm 3 以下、厚みが1mm以上3mm以下である第1層と、
前記第1層の外側に隣接し、嵩密度が0.55g/cm 3 以上であり且つ第1層の最低嵩密度よりも0.1g/cm 3 以上高い最低嵩密度を有する第2層と、
前記第2層の外側に隣接し、嵩密度が0.44g/cm 3 以上0.88g/cm 3 以下であり、且つその最高密度が第2層の最高嵩密度を超えない嵩密度である第3層と、
を含むことを特徴とする中空状多孔質石英ガラス母材。
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