JPH03223128A - 高均質ガラスの製造方法 - Google Patents
高均質ガラスの製造方法Info
- Publication number
- JPH03223128A JPH03223128A JP1962590A JP1962590A JPH03223128A JP H03223128 A JPH03223128 A JP H03223128A JP 1962590 A JP1962590 A JP 1962590A JP 1962590 A JP1962590 A JP 1962590A JP H03223128 A JPH03223128 A JP H03223128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gel
- metal alkoxide
- glass
- sintering
- sol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011240 wet gel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 239000013638 trimer Substances 0.000 description 2
- -1 Vickers hardness Chemical compound 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、集檀回路用投影露光装置のレンズ、液晶デイ
スプレィ用TPT基板、■C用フォトマスク基板や、プ
リズム、ビームスプリッタ−2分光機等の光学部品に応
用可能な石英ガラスおよび光学的特性に優れた種々のガ
ラスのゾル−ゲル法による製造方法に関する。
スプレィ用TPT基板、■C用フォトマスク基板や、プ
リズム、ビームスプリッタ−2分光機等の光学部品に応
用可能な石英ガラスおよび光学的特性に優れた種々のガ
ラスのゾル−ゲル法による製造方法に関する。
[従来の技#I]
従来の金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子を主
原料とするゾル−ゲル法によるガラスの製造においては
、焼結工程の途中でゲルに対する処理としては、他成分
をドープするため該成分金属イオンを含む溶液中に浸漬
したり、混入した不純物を除去するため洗浄等を施す場
合などがあった。
原料とするゾル−ゲル法によるガラスの製造においては
、焼結工程の途中でゲルに対する処理としては、他成分
をドープするため該成分金属イオンを含む溶液中に浸漬
したり、混入した不純物を除去するため洗浄等を施す場
合などがあった。
[発明が解決しようとする課M]
しかし、前述の従来技術の領域においては、液状ゾルを
所望形状の密閉容器中にてゲル化させ、ウェットゲルを
作製した際、加水分解により生成した金属水酸化物の脱
水車嘉合に伴ない収縮が午じ、溶媒(アルコール、水、
触媒など)を放出する。この時、一部の架橋不充分なモ
ノマー、ダイマー トリマーなどは、マトリックスをi
tせずに溶媒と共にゲル外部に放出させられてしまう。
所望形状の密閉容器中にてゲル化させ、ウェットゲルを
作製した際、加水分解により生成した金属水酸化物の脱
水車嘉合に伴ない収縮が午じ、溶媒(アルコール、水、
触媒など)を放出する。この時、一部の架橋不充分なモ
ノマー、ダイマー トリマーなどは、マトリックスをi
tせずに溶媒と共にゲル外部に放出させられてしまう。
その結果、ウェットゲルは、外見上は、均質だが微妙な
有効成分の濃度分布、すなわち密度分布が生じる。これ
を乾燥、焼結などの熱処理によりガラス化した場合、少
量ではあるがガラスの外表面付近と内部との間に密度分
布が残存してしまうこれにより、屈折率分布が生じるな
ど光学的均質性において同類が生ずる。
有効成分の濃度分布、すなわち密度分布が生じる。これ
を乾燥、焼結などの熱処理によりガラス化した場合、少
量ではあるがガラスの外表面付近と内部との間に密度分
布が残存してしまうこれにより、屈折率分布が生じるな
ど光学的均質性において同類が生ずる。
そこで、本発明の目的は、光学的に高均質なガラスを容
易に作製する方法を提供するところにある[課題を解決
するための手段] 本発明のゾル−ゲル法による高均質ガラスの製造方法は
、金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子を主原料
として、目的ガラス成分組成の液状ゾルを調整し、該液
状ゾルを所望形状の密閉容器中にてゲル化させ、ウェッ
トゲルを作製した後、該ウェットゲルを、乾燥、焼結な
どの熱処理をする製造方法において、焼結工程の途中で
、ゲルを金属アルコキシドの加水分解溶液に浸漬し、表
面付近に拡散させることを特徴とする。
易に作製する方法を提供するところにある[課題を解決
するための手段] 本発明のゾル−ゲル法による高均質ガラスの製造方法は
、金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子を主原料
として、目的ガラス成分組成の液状ゾルを調整し、該液
状ゾルを所望形状の密閉容器中にてゲル化させ、ウェッ
トゲルを作製した後、該ウェットゲルを、乾燥、焼結な
どの熱処理をする製造方法において、焼結工程の途中で
、ゲルを金属アルコキシドの加水分解溶液に浸漬し、表
面付近に拡散させることを特徴とする。
[作用]
本発明は、液状ゾルを所望形状の密閉容器中にてゲル化
させ、ウェットゲルを作製する際に、加水分解により生
成した金属水酸化物の脱水重縮合に伴なう収縮が生じ、
溶媒と共にゲル外部に放出した有効成分であるモノマー
、ダイマー トリマーなどの外表面付近における不足を
、焼結途中の多孔性の状態にて、金属アルコキシドの加
水分解溶液を拡散させて補うものである。したがって、
ウェットゲル作製の際に生じたゲルの外表面付近と内部
との間の密度差を緩和することが可能となる。
させ、ウェットゲルを作製する際に、加水分解により生
成した金属水酸化物の脱水重縮合に伴なう収縮が生じ、
溶媒と共にゲル外部に放出した有効成分であるモノマー
、ダイマー トリマーなどの外表面付近における不足を
、焼結途中の多孔性の状態にて、金属アルコキシドの加
水分解溶液を拡散させて補うものである。したがって、
ウェットゲル作製の際に生じたゲルの外表面付近と内部
との間の密度差を緩和することが可能となる。
[実施例]
エチルシリケート、エタノール、水、アンモニア水(2
9%)をモル比で1ニア、6:4:0.0Bの割合にな
るように混合し約3時間攪拌した後、室温にて静置し、
粒子を成長、熟成させた。この後減圧濃縮することによ
り、分散性の良好なシリカ微粒子分散液を調製した。
9%)をモル比で1ニア、6:4:0.0Bの割合にな
るように混合し約3時間攪拌した後、室温にて静置し、
粒子を成長、熟成させた。この後減圧濃縮することによ
り、分散性の良好なシリカ微粒子分散液を調製した。
次に、先のエチルシリケートの/4量のエチルシリケー
トを用い、重量比で1:1になるように002規定の塩
酸を加え、氷冷しながら約2時間攪拌することにより加
水分解溶液を調製した。
トを用い、重量比で1:1になるように002規定の塩
酸を加え、氷冷しながら約2時間攪拌することにより加
水分解溶液を調製した。
ここで、前記シリカ微粒子分散液のPH値を2規定の塩
酸を添加し4.5に調整した後、エチルシリケートの加
水分解溶液を混合し、均質な液状ゾルになるまで充分攪
拌した。その後、該液状ゾルに0.2規定のアンモニア
水を滴下し、PH値を5.0に調整し、直径40αの円
筒状の型に10cW1の高さまで該液状ゾルを注入した
。更にフタをして密閉状態にしてゲル化させウェットゲ
ルを作製した。この段階でウェットゲルの線収縮率は7
〜8%捏度であり、放出した溶媒に浸漬している状態で
あった。このようにして得られたウェットゲルを、乾燥
容器に移し入れ、70℃に保持し恒温乾燥機にて乾燥し
、はぼ3週間で乾燥が終了し直径29帰、高さ7.5
cmの白色ゲルが得られた。
酸を添加し4.5に調整した後、エチルシリケートの加
水分解溶液を混合し、均質な液状ゾルになるまで充分攪
拌した。その後、該液状ゾルに0.2規定のアンモニア
水を滴下し、PH値を5.0に調整し、直径40αの円
筒状の型に10cW1の高さまで該液状ゾルを注入した
。更にフタをして密閉状態にしてゲル化させウェットゲ
ルを作製した。この段階でウェットゲルの線収縮率は7
〜8%捏度であり、放出した溶媒に浸漬している状態で
あった。このようにして得られたウェットゲルを、乾燥
容器に移し入れ、70℃に保持し恒温乾燥機にて乾燥し
、はぼ3週間で乾燥が終了し直径29帰、高さ7.5
cmの白色ゲルが得られた。
得られた2個のゲル体を酸素/窒素 雰囲気中で一旦9
00℃まで加熱した後、室温まで冷却した後一方のゲル
に対して、あらかじめ調製しておいたエチルシリケート
の加水分解溶液に10時間浸漬し70℃で乾燥した後、
再び、酸素/窒素雰囲気中で900℃まで加熱した。こ
れにより、縮合反応の促進、脱水、親有機残基の各種処
理を行なった。これら2個のゲル体を、更に減圧下で1
350℃まで加熱し、ガラス化させた後、窒素雰囲気中
で1750℃まで昇温し、30分間保持した後、徐冷し
た。
00℃まで加熱した後、室温まで冷却した後一方のゲル
に対して、あらかじめ調製しておいたエチルシリケート
の加水分解溶液に10時間浸漬し70℃で乾燥した後、
再び、酸素/窒素雰囲気中で900℃まで加熱した。こ
れにより、縮合反応の促進、脱水、親有機残基の各種処
理を行なった。これら2個のゲル体を、更に減圧下で1
350℃まで加熱し、ガラス化させた後、窒素雰囲気中
で1750℃まで昇温し、30分間保持した後、徐冷し
た。
こうして得られたガラス体は、透明性の高い無色の円柱
で、大きさは、およそ直径20副、高さ5αであった。
で、大きさは、およそ直径20副、高さ5αであった。
また、得られたガラスの諸物性は、ビッカース硬度、熱
膨張係数、赤外および近赤外吸収スペクトルなどほぼ石
英ガラスと一致していた。
膨張係数、赤外および近赤外吸収スペクトルなどほぼ石
英ガラスと一致していた。
ところが、レーザー干渉計により屈折率分布を測定した
ところ、処理しないガラスが6.7X10−’であった
のに対し、処理した方は、o、 s x i o””で
あり極めて均質な石英ガラスであった。
ところ、処理しないガラスが6.7X10−’であった
のに対し、処理した方は、o、 s x i o””で
あり極めて均質な石英ガラスであった。
[発明の効果コ
以上のように、本発明の方法によれば、光学的均質性に
優れたガラスの作製が容易である。
優れたガラスの作製が容易である。
したがって、これまで石英ガラスを使用していた分野で
はもちろんのこと、特に高品質を要求される工C用フォ
トマスク基板、光フアイバー用母材、エキシマレーザ−
など短波長光源用の光学系など種々の分野に応用が広が
るものと考える。
はもちろんのこと、特に高品質を要求される工C用フォ
トマスク基板、光フアイバー用母材、エキシマレーザ−
など短波長光源用の光学系など種々の分野に応用が広が
るものと考える。
また、ゾル調製工程において、B # T l t G
e eNa、Ca、Li、At、Te、Zr、C!e
、Nd、C!r など種々の九累をドープすることが
可能であり、多種の多成分系ガラスおよび既存組成には
ない新しいガラスの製造も容易である。
e eNa、Ca、Li、At、Te、Zr、C!e
、Nd、C!r など種々の九累をドープすることが
可能であり、多種の多成分系ガラスおよび既存組成には
ない新しいガラスの製造も容易である。
Claims (1)
- (1)金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子を主
原料として、目的ガラス成分組成の液状ゾルを調製し、
該液状ゾルを所望形状の密閉容器中にてゲル化させ、ウ
ェットゲルを作製した後、該ウェットゲルを乾燥、焼結
などの熱処理によりガラス化するゾル−ゲル法によるガ
ラスの製造方法において、焼結工程の途中で、ゲルを金
属アルコキシドの加水分解溶液に、浸漬し、表面付近に
拡散させることを特徴とする高均質ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1962590A JPH03223128A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 高均質ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1962590A JPH03223128A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 高均質ガラスの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03223128A true JPH03223128A (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=12004380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1962590A Pending JPH03223128A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 高均質ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03223128A (ja) |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP1962590A patent/JPH03223128A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5250096A (en) | Sol-gel method of making multicomponent glass | |
US5919280A (en) | Method for fabricating silica glass | |
JPH03223128A (ja) | 高均質ガラスの製造方法 | |
JP2938058B2 (ja) | シリカガラスの製造方法 | |
JPH02243526A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH05147950A (ja) | ガラスの製造方法 | |
KR950008579B1 (ko) | 하이-실리카 유리 제품의 제조방법 | |
JPH02271928A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH0393637A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPS63107821A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH04175291A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH02296736A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH02145446A (ja) | 塊状ガラスの製造方法 | |
JPH03137028A (ja) | 大型塊状ガラスの製造方法 | |
JPH0264032A (ja) | 塊状ガラスの製造方法 | |
JPS62241836A (ja) | 低欠陥ガラスの製造方法 | |
JPH03223129A (ja) | 板状ガラスの強化方法 | |
JPH02129038A (ja) | 塊状ガラスの製造方法 | |
JPH0393636A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH03174330A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH0264030A (ja) | 塊状ガラスの製造方法 | |
JPH02129037A (ja) | ガラスの製造方法 | |
JPH01119526A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
JPH0264033A (ja) | 塊状ガラスの製造方法 | |
JPH02145447A (ja) | 塊状ガラスの製造方法 |