TW200304435A - Dispersion comprising silicon/titanium mixed oxide powder, and green bodies and shaped glass articles produced therefrom - Google Patents

Dispersion comprising silicon/titanium mixed oxide powder, and green bodies and shaped glass articles produced therefrom Download PDF

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Description

200304435 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種包含熱解製備之Si02/Ti02混合氧化 物粉末之分散液、有關由其製成之生坯及成形之玻璃物件 ,其具有低値熱膨脹係數。 【先前技術】 形成Si02/Ti02玻璃之已知系統之特色爲其良好之熱 性質、其高折射率及其低熱膨脹係數。該低値熱膨脹係數 對於製造需於寬幅溫度範圍內確保尺寸準確性之光學組件 而言,極爲重要。 一種製造二元si〇2/Ti〇2之已知方法係將玻璃熔融。 缺點係一方面l,700 °c之熔融溫度極高,另一方面是極易 於玻璃熔體冷卻期間發生相分離及反玻璃化。 另一種最常用於製造si〇2/Ti〇2玻璃之已知方法係溶 膠-凝膠方法。在許多情況下,此包括有機金屬化合物之 水解及縮合。 ϋS 4,2 78,63 2 描述Si02/Ti02玻璃之製造,其係使矽 及鈦之醇鹽或部分水解之醇鹽於水存在下進行反應。在水 解之後,將材料乾燥,且視情況燒結。 US 4,786,6 1 8描述具有低熱膨脹係數(ULE =超低膨脹) 之Si02/Ti02玻璃的製造方法,其係使用鹼金屬矽酸鹽溶 液與pH>9之膠態Ti02。所得之玻璃不含雜質,且具有低 於二氧化矽玻璃之熱膨脹係數。此方法所製之玻璃包含介 (2) (2)200304435 於3及1 0重量%之間的T i Ο 2。 溶膠-凝膠方法之缺點係爲僅能得到低生还密度。因 此在乾燥及燒結期間發生高收縮率。此等程序步驟需進行 得極爲緩慢,經常花費數日及數週,以避免龜裂。 另外已知使用氣相沉積方法,諸如例如所謂C VD方 法(CVD =化學蒸汽沉積)以製造Si02/Ti02玻璃。此等方法 中之溫度係介於200及2,000°C之間。含有最高達16重量。/。 之Ti02的澄淸玻璃可藉此方法製得。 US 2,305,659及US 5,970,751揭示矽及鈦之前驅物〜 起於火焰中燃燒,以形成通稱爲玻璃黑或煙灰之粒子。煙 灰粒子沉積於載體上,此方式所得之多孔物體隨之於約 1,5 00 t高溫下轉化成乳白狀玻璃體,其接著於更高溫下 燒結,產生透明玻璃體。該玻璃體(梨晶)(通常極大)進一 步加工,例如切成小塊,諸如例如,用以製造鏡片。其亦 可結合以產生較大之光學物體。 煙灰法之缺點係無法在可接受之經濟支出下直接該方 法製得三維玻璃物件。爲得到具有各種形狀之玻璃,需機 械加工(W.T. Minehan,G. L. Messing 及 C. G. Pantano,藉 燒結醇鹽衍化球狀膠體製備之二氧化鈦-二氧化矽玻璃 (Jitania-silica glasses p r epared by sintering alkoxide derived spherical colloids), J. Non-Cry st. Solids 1 08 (1989) 163-168) 〇 因爲沉積速率相對低,故自氣相沉積之方法的產率相 當低。 -8- (3) (3)200304435
Si〇2/Ti〇2煙灰粒子之組成係出示於例如 us 5, ISO,4〗1中。呈現三種不同形式。一方面爲粒徑約爲ο」 至0.3微米Si02與Ti02混合氧化物粒子的附聚物。此外, 5亥Si〇2/Ti〇2附聚物表面上有銳欽礦Ti〇2細粒。最後,煙 灰中含有直徑介於0.2及1微米之間的較大銳鈦礦結晶。自 此種不均勻粉末製得均勻玻璃體極爲困難,且需要高度程 序技術控制,其亦可在改變組成時得到。 因爲在使用煙灰法進行之氣相沉積中,得到大量未沉 積之Si〇2/Ti〇2煙灰廢棄物,故嘗試將此廢棄物使用於他 處。W0 00Μδ7 7 5描述一種製造玻璃之蜂巢結構的方法, 其係擠塑S i 0 2 / T i 0 2煙灰。其中,煙灰於有機添加劑存在 下加工’產生糊漿’其先擠塑成生坯,之後藉加熱去除有 機成份,最後燒結。此種方法之缺點係使用有機黏合劑, 其需藉燃燒移除。此外,無法得到具有光學品質之成形 Si02/Ti02玻璃物件。 【發明內容】 本發明之目的因此係發展一種製造具有低値熱膨脹係 數之Si〇2/Ti〇2玻璃的方法,其不具有先前技術之缺點。 尤其,與所述之溶膠-凝膠相反地,該方法於乾燥及燒結 期間應僅具有低收縮率,且避免長反應時間。與氣相沉積 方法相反地’應可直接自該方法得到具有光學品質之三維 成形物件,而不需後續加工。 本發明提供一種分散液,其特徵爲其包含矽/鈦混合 -9- (4) (4)200304435 氧化物粉末,其BET表面積爲5至500米2/克,係藉火焰水 解法製備,且二氧化鈦含量以該粉末計係爲0.5至20重量% ,另外包含水及至少一種pH調節物質,其可在加熱時完 全自反應混合物移除,且該粉末具有以該分散液計介於40 及8 0重量%之間的固體含量。 【實施方式】 火焰水解在本發明係意指矽及鈦之化合物於氣相中於 氫與氧之反應所產生的火焰中進行水解。此時形成高度分 散、非多孔性主要粒子,在進一步反應期間,可一起生長 而形成聚集體,其可進一步一起生長而形成附聚物。之後 ,亦可於該合成中得到球形粒子,視反應條件之選擇而定 〇 已知混合氧化物係爲二氧化鈦與二氧化矽於原子等級 下之充分混合,以形成SNO-Ti鍵結。此外,除了二氧化 駄之外,主要粒子亦可具有二氧化砂區域。二氧化砂與二 氧化鈦粉末之物理性混合物(其不適於製備本發明分散液) 與本發明所使用之混合氧化物粉末不同。亦與溶膠及凝膠 有所區隔,其亦含有Si-O-Ti鍵結,但不適於形成本發明 分散液,因其多孔性結構及因其製備所致之低充塡度。 與US 5,180,411所述之已知Si02/Ti02煙灰粒子不同 地’其係由Si〇2與Ti〇2之混合氧化物粒子的附聚物組成 ’具有銳鈦礦Ti〇2生長細粒、較大銳鈦礦結晶、使用於 本發明分散液之矽/鈦混合氧化物粉末的粒子係爲具有Si- -10- (5) (5)200304435 〇-Ti鍵結之均勻粒子,僅於主要粒子內具有二氧化矽及 二氧化鈦區域。 該矽/鈦混合氧化物粉末可另外含有微量來自起始物 質之雜質,及由該程序產生之雜質。此等雜質最高可達 0.5重量%,但通常不高於1〇〇 ppm。 可使用於本發明之矽/鈦混合氧化物粉末可例如藉由 DE-A-42 3 5 990所述之方法製備,其係混合四氯化矽與四 氯化鈦,並一起使用氫/空氣混合物煅燒。 混合氧化物粒子諸如22」2.2 001之德國專利申請案 1 0 1 63 93 8.4-4 1所描述者,亦可使用於本發明。其係藉使 兩物流個別通入燃燒器內並使其於該處燃燒,之後冷卻固 體之混合氧化物粉末及熱氣體,並自該固體分離該氣體而 製得。此方法中,該第一物流係包含蒸發之二氧化鈦前驅 物(以四氯爲鈦爲佳)、氫及氧或含氧之氣體。第二物流係 包含蒸發之二氧化矽前驅物(以四氯化矽爲佳)、氧或含氧 之氣體及/或惰性氣體。該包含二氧化矽前驅物之物流可 於反應空間之一或多點進料。 矽/鈦混合氧化物粉末可另外藉DE-A- 1 96 5 0 5 00所述 之方法製備。此方法中,藉霧化所得且包含鈦化合物之鹽 的溶液或懸浮液之氣溶膠係進料至包含四鹵化矽、氫及空 氣之氣體混合物內,與此均勻混合,該氣溶膠/氣體混合 物隨之於燃燒室內之火焰中反應。 本發明分散液可包含之矽/鈦混合氧化物粉末亦可包 括藉二氧化矽封包之熱解製備二氧化鈦,諸如08· 08.2001 (6) (6)200304435 之歐洲專利申請案〇 1 1 1 9 1 0 8.7所描述。 此種矽/鈦混合氧化物粉末係藉著於攪拌下添加Ti02 分散液及例如四乙氧基矽烷及水於溶解於水中之鹼,分離 ,視情況洗滌且乾燥該反應產物而製得。 該矽/鈦混合氧化物粉末之BET表面積可介於5及500 米2/克之間。BET表面積介於20及3 00米2/克之間的粉末特 別有利於本發明分散液。 該矽/鈦氧化氧化物粉末之二氧化鈦含量可爲0.5至20 重量%。較佳具體實例中,該矽/鈦混合氧化物粉末之二氧 化鈦含量可爲2至12重量%,特佳具體實例爲6至8重量%。 除了矽/鈦混合氧化物粉末之外,本發明分散液係包 含水及至少一種pH調節物質,其可於加熱時完全自反應 混合物移除。本發明分散液含有水,以作爲液相之主成份 。本發明分散液中不含進行例如黏合劑功能之有機化合物 。僅有pH-調節物質可具有有機性質。本發明分散液之 P衫可爲酸pH範圍(pH 1至5)或鹼性pH範圍(pH 8.5至14) 。較佳之pH調節化合物有銨化合物,諸如氨、氟化銨、 氫氧化四烷基銨、或鹽酸、乙酸、甲酸、甲酸鹽、乙酸鹽 。此等物質或其反應產物於分散液中(因具揮發性)可於玻 璃(其可自本發明分散液製得)回火或燒結時藉加熱而輕易 移除。分散液僅需最少量之此等化合物,以調節pH。 該分散液中矽/鈦混合氧化物粉末之固體含量可介於 4 0及8 0重量%之間。高度充塡量易產生乾燥收縮率低而無 裂紋之生坯。本發明分散液亦可於高充塡度下傾倒。 -12- (7) (7)200304435 特定具體實例中,本發明分散液可包含具有高BET 表面積之砂/鈦混合氧化物粉末及具有低BET表面積者, 該高BET表面積之矽/鈦混合氧化物粉末的表面積至少爲 該低BET表面積之矽/鈦混合氧化物粉末的表面積之兩倍 ,而低BET表面積之矽/鈦混合氧化物粉末相對於高BET 表面積者之重量比係介於60:40及99.5:0.5之間。含有此種 矽/鈦混合氧化物粉末組成物之分散液特別適用於製造具 有極低膨脹係數之成形玻璃物件。 本發明亦提供一種製備本發明分散液之方法,其特徵 爲該矽/鈦混合氧化物粉末係於水介質及至少一種pH調節 物質(其可於加熱時完全自反應混合物移除)中,藉由分散 裝置分散。可採用溶解器、齒盤、轉子-定子機、珠磨機 、攪動珠磨機、行星式捏和機、行星式混合機、高壓均質 機或此等裝置之組合物,以作爲分散裝置。 本發明亦提供一種使用本發明分散液製得之生坯,其 中相對生坯密度係介於40及85%之間,以至少50%爲佳, 尤其是6〇及80%之間。本發明生坯不具有裂紋且具有高値 強度。 本發明亦提供一種製造生坯之方法,其特徵爲本發明 分散液倒入模具中,以疏水性材料爲佳,且在介於20及40 °C間之溫度下乾燥,視情況在移除模具後於60至i2〇t下 後乾燥’且視情況於約8 0 0 °C ( 7 5 0至8 5 0 °C )之溫度下煅燒 。之後’該生坯之線性乾燥收縮率通常不大於1 〇%。
乾燥或後乾燥之後,該生坯可於約8 0 0 °C ( 7 5 0至8 5 0 °C (8) (8)200304435 )下於包含氯或氟及氧之氛圍中處理。 本發明亦提供一種具有光學品質之成形玻璃物件,其 熱膨脹係數不大於0·5 · 1〇_6/Κ,其包含熱解製備矽/鈦混 合氧化物粉末,此粉末之BET表面積係爲5至5 00米2/克, 二氧化鈦含量以粉末計爲0.5至2 0重量%,以2至1 2重量% 爲佳,尤其是6至8重量%。 已知光學品質係意指該燒結成形玻璃物件具有下列特 性: φ -無氣泡 -不具有可偵測之孔隙度 -密度及折射率對應於理論値 於X-射線中係非晶性
-藉羅曼(Raman)光譜測定法未測得晶狀Ti02成份 -成份玻璃物件之線性熱膨脹(CTE)於20°C至900°C範圍內 係低於 0.5*1 〇_6/K -成形玻璃物件於1,000奈米下測定之透光度大於99%。此 鲁 時測定十毫米厚方格之透光度,藉前後之反射損失校正。 本發明亦提供一種製造成形玻璃物件之方法,其特徵 爲該生坯係於介於1,050及1,600°C間之溫度下於氣體氛圍 或於真空中燒結,以介於1, 100及I,3 〇〇 °C之間爲佳。 該氣體氛圍可爲氣體氦、氮、氬、二氧化碳、此等氣 體彼此之混合物及/或與氧之混合物,或還原性氣體氛圍 。該氣體氛圍可另外包含少量水蒸汽。 較佳具體實例中,該繞結可於氦/氧氣體氛圍中進行 -14- (9) (9)200304435 ,其氧含量可介於0.1及7〇體積%氧之間,以介於1及2〇體 積%之間爲佳,而介於2及5體積%之間特佳。 該方法亦可另外包括另一程序步驟,其中,在燒結之 後,成形之玻璃物件完全熔融或僅表面熔融。 本發明亦提供本發明成份玻璃物件之用途,其係使用 於光學設備之領域,諸如例如面鏡及透鏡,作爲極端UV 範圍之設備用的組件’例如作爲面鏡支架、用於製造光波 傳導器。 _ 實施例1 : 分散液:總容量約5 00毫升且底部具有四組件攪拌器(四個 各相距90°之槳片)之高速溶解器(最高約1〇,〇〇〇 rpm)中充 分53毫升二次蒸餾水。添加1.2克25重量%TMAH(氫氧化四 甲基銨)水溶液。之後’攪入46克熱解製備之Si02/Ti〇dl 合氧化物粉末,其Si02/Ti02比例爲93:7且BET表面積爲 40米2/克,且根據DE-A-42 3 5 996製備。攪拌之後,分散 鲁 液之pH約爲9。添加另外4.8克TMAH溶液,之後添加 1.1 5克甲酸甲酯。分散液視情況過篩(40微米篩目寬度)。 分散液具有約42重量%之充塡程度。 生坯:該分散液或倒入塑料或乳膠之開放模具內,或於稍 高壓力下封閉於任何幾何形狀而不透水之塑料密閉薄膜中 ,例如管膜。於加熱箱中加熱至約40 °C之後,分散液於約 4分鐘之後開始固化,在約2小時之後,試樣係爲固體。 該開放模具於空氣中於室溫下乾燥約一日。或,於循 -15- (10) (10)200304435 環空氣乾燥箱中之乾燥時間可縮短。 密閉模具係保持於室溫下歷經約一日,之後開啓,之 後於空氣中如前文所述般地乾燥。 後乾燥係於75 t及120 °C下於循環空氣乾燥箱中各進 行一日。時間可藉著將氛圍濕度或溫度曲線最佳化而縮短 ,或亦可例如使用微波加熱而縮短。乾燥之後,可於1 60 °C下移除之試樣水含量係<0.1 %。 該試樣隨之於800 °C下煅燒約四小時。此時使用兩側 上具有氣體連接器且導入電熱罩爐之二氧化矽玻璃管。 試樣之純化可使用與煅燒相同之裝置進行。其係於環 境壓力下於50毫升/分鐘半導體品質之氯化氫氣體的氣流 中進行。該試樣附近之溫度約爲9 5 0 °C。程序歷程係視試 樣尺寸而定。若試樣具有1 〇厘米直徑,則該過程花費約4 小時。 成形玻璃物件:該生坯隨之燒結。此時使用三種燒結方法 A) 於1 1 〇〇型真空爐中燒結,使用鎢電阻加熱元件, Thermal Technologie,Bayreuth:壓力 <1*10·4 mbar,燒結 溫度1,3 50 °C,保持時間30分鐘。試樣在燒結後顯示輕度 藍色著色,因爲Ti02還原成Ti3+。該藍色可藉由改變溫 度曲線來避免(例如1,260°C,3 00分鐘保持時間)。 B) 於純氦(工業級,5 00毫升/分鐘)下於垂直分區燒結爐中 在下列條件下燒結 ( 1 ) 1,3 5 0 °C及約1〇毫米/分鐘之前進速度或 (11) (11)200304435 (2)1,200°C,1毫米/分鐘前進速度。 該爐具有直徑爲150毫米之垂直二氧化矽玻璃操作管,該 試樣係保持於位在氧化鋁桿上之二氧化矽玻璃燒杯中。該 氧化鋁桿係壓入二氧化矽玻璃管中心,垂直集中地通經該 分區燒結爐之加熱區。該分區燒結爐具有相對於高度對稱 之溫度曲線,約於爐中間具有最大値。該試樣在B 1具有 低於真空燒結輕微之藍色著色情況。使用最佳溫度曲線 B2得到無任何藍色著色之試樣。 Φ C) 如B)所述之分區燒結,但使用氦/氧混合物。氧含量相 對於氮含量係爲3莫耳%。溫度參數之變化係如B1及B2所 描述。 該燒結成形玻璃物件具有下列特色: -無氣泡 -不具有可偵測之孔隙度 -密度及折射率對應於理論値 -於X-射線中係非晶性 _
-藉羅曼(Raman)光譜測定法未測得晶狀Ti02成份 -成份玻璃物件之線性熱膨脹(CTE)於20°C至900 °C範圍內 係低於 0.5*1 0_6/K -成形玻璃物件於1,〇〇〇奈米下測定之透光度大於99%。此 時測定十毫米厚方格之透光度,藉前後之反射損失校正。 成形玻璃物件可進行各種後處理: D) 試樣之較低接觸熔融: 試樣藉著於玻璃車床上於火焰中不接觸下逐區移動而 -17- (12) (12)200304435 熔融。未發現有任何再沸效應或發泡。 E) 試樣之熱等張壓壓縮: 試樣於不高於1,600 °C之溫度下,於2,000巴最大値下 進行熱等張壓縮。使用氬、氮、氨及氧(最大1,2〇〇 °C, 2,〇〇〇巴)作爲氛圍。 F) 試樣於D )或E)以後的回火: 該試樣經回火以建立均勻折射率曲線。此係與試樣中 虛擬溫度之均勻度有關。 · 在後處理期間,存在個別試樣中之成形玻璃物件的藍 化消失。不發現相分離。在後處理步驟之後,該試樣於 X -射線中持續爲非晶性。通經F)之試樣顯示下列性質: (Q1)包括第〇至5類。包括類別係取自康寧之康寧編號7940 石英玻璃(Corning Code 7940 Quartz Glass,Corning)。 (Q 2)於10 0毫米試樣直徑及100毫米試樣厚度下之折射率均 勻性 < 0.5 * 1 0 _6。 其他實施例與實施例1相異處爲分散液之組成及製備 · 。表中列出實施例1至8之分散液的組成。實施例1至6之成 形玻璃物件的品質係對應於實施例1者。實施例7顯示於20 °C及90 0 °C範圍中於〇.2*1(Γ6/Κ下稍高之膨脹係數。對照 例(實施例8)非以矽/鈦混合氧化物粉末爲主,而係以Si 02 粉末與Ti02粉末之物理性混合物爲主。所得之成形玻璃 物件不透明,不論使用何種方法。顯示有重要結晶含量, 其係藉羅曼光譜測定法及X-射線繞射法偵測。部分試樣 具有髒污之藍色。即使使用後處理步驟,仍未製得均勻透 -18- (13)200304435 明之玻璃。 表:分散液之組成(1) 粉末 pH調節劑 實施例 BET 固體含量 1 2 m2/g w t. % 1 40 42 TMAH 甲酸曱酯 2 40 65 TMAH 甲酸甲酯 3 10 70 TMAH 甲酸甲酯 50 4 42 67 nh4f 5 42 5 1 TMAH HC1 6 42 67 HC1 7 42 5 1 nh4f 8 50 44 TMAH 甲酸甲酯 50
(1)實施例1至7: Si02/Ti02混合氧化物粉末;Si02/Ti02& 例:實施例1至6 : 93:7 ;實施例7 : 97:3 ;實施例8 : Si〇2 粉末與Ti02粉末之物理性混合物,Si02/Ti02比例=97:3。 實施例2 : 製備實施例1之分散液,但使用5 3毫升之二次蒸餾水 ,總量6克之25重量% TMAH水溶液,105克熱解製備 -19- (14) (14)200304435
Si02/Ti02混合氧化物粉末及1. 15克甲酸甲酯。該分散液具 有約6 5重量%之充塡度。發現較實施例1低之乾燥及燒結 收縮率。 實施例3 : 製備實施例1之分散液,但使用5 3毫升之二次蒸餾水 ,總量6克之25重量% TMAH水溶液,128克熱解製備 Si〇2/Ti02混合氧化物粉末(BET=10米2/克)、6克熱解製備 Si02/Ti02混合氧化物粉末(BET = 50米2/克),兩粉末之 3{02/1^02比例皆爲93:7,及1.15克甲酸甲酯。該分散液具 有約70重量%之固體含量。該生坯具有高機械強度及低乾 燥收縮率。 實施例4 : 3 00毫升二次蒸餾水、2.4克氟化銨、610克31〇2/以〇2 混合氧化物粉末(BET = 42米2/克,Si02/Ti02 = 93:7)藉溶解 器分散。該分散液之固體含量係爲67重量%。該分散液於 真空中攪拌兩小時,期間儘可能移除氣泡。之後,該分散 液使用60微米篩目寬度之篩網過篩。試樣導入開放模具內 及密閉模具內,如實施例1所述。在室溫下4 8小時之後’ 自模具取出試樣。 實施例5 : 210克 Si02/Ti02混合氧化物粉末(BET = 42米2/克 -20 - (15) (15)200304435
Si02/Ti02 = 93:7)藉溶解器分散於300毫升二次蒸餾水中。 分散液之固體含量係爲41重量%。添加2毫升TMAH(25百 分比溶液)之後,再添加另外1〇〇克Si02/Ti02混合氧化物 粉末。分散液之固體含量現在係爲5 1重量%。之後,添加 〇 . 5毫升鹽酸(3 0重量%),分散液倒入模具內。如實施例1 所述般地進行乾燥及燒結。 實施例6 : 3 00毫升二次蒸餾水及總量610克之Si02/Ti02混合氧 化物粉末(BET = 42米2/克,Si02/Ti02 = 93:7)藉溶解器分散 。操作期間,在各添加1 〇〇克混合氧化物粉末之後,該pH 各藉由添加濃鹽酸調至pH 2.0。該分散液之固體含量在分 散整體量之粉末之後係爲67重量%。該分散液於真空中攪 拌兩小時,期間儘可能移除氣泡。之後,該分散液使用60 微米篩目寬度之篩網過篩。試樣如實施例1所述般地導入 開放模具內。在室溫下歷經4 8小時之後,自模具取出試樣 。之後,如實施例1般地進行其他方法。 實施例7 : 如同實施例4,但使用Si02/Ti02爲97:3之熱解製備 Si〇2/Ti02粉末。 實施例8 : 3 00毫升二次蒸餾水、2·4克氟化銨、22〇克熱解製備 (16) 200304435
Si〇2 粉末(BET = 50 米 2/克,OX 50,Degussa AG)及 17 克熱 解製備之Ti02粉末(BET = 50米2/克)藉溶解器分散。此法所 得之分散液的Si02/Ti02爲97:3。該分散液之固體含量係 爲44重量%。該分散液於真空中攪拌兩小時,期間儘可能 移除氣泡。之後’旨亥#散 '液使$ 6〇微米篩@寬度之筛網過 飾。旨式樣導入開放模具內及密閉模具內,如實施例1所述 。4 ^ #下4 8小時之後,自模具取出試樣。其他方法對應 於實施例1 ° -22-

Claims (1)

  1. (1) (1)200304435 拾、申請專利範圍 1 · 一種分散液,其特徵爲其包含矽/鈦混合氧化物粉 末,該粉末之BET表面積爲5至5 00米2/克,係藉火焰水解 法製備,且二氧化欽含量以該粉末計係爲0.5至2 0重量%, 該分散液另外包含水及至少一種pH調節物質,此物質可 在加熱時完全自反應混合物移除,且該粉末具有以該分散 液計介於40及80重量%之間的固體含量。 2 ·如申請專利範圍第1項之分散液,其中係包含具有 高BET表面積之矽/鈦混合氧化物粉末及具有低BET表面 積者,該高BET表面積之矽/鈦混合氧化物粉末的表面積 爲該低BET表面積之矽/鈦混合氧化物粉末的表面積之至 少兩倍,而低BET表面積之矽/鈦混合氧化物粉末相對於 高BET表面積者之重量比係介於60: 40及99.5 :0.5之間。 3 · —種製備如申請專利範圍第1或2項之分散液的方 法,其特徵爲該矽/鈦混合氧化物粉末係於水介質及至少 一種pH調節物質(其可於加熱時完全自反應混合物移除) 中,藉由分散裝置分散。 4 . 一種使用如申請專利範圍第1或2項之分散液製得 之生坯,其中相對生坯密度係介於40及8 5%之間,以至少 5 0 %爲佳,尤其是6 〇及8 0 °/〇之間。 5 . —種製造如申請專利範圍第4項之生坯的方法,其 特徵爲將如申請專利範圍第1或2項之分散液倒入模具中, 以疏水性材料爲佳,且在介於20及40 °C間之溫度下乾燥, 視情況在移除模具後於6〇至1 20t下後乾燥’且視情況於 (2) (2)200304435 約800°(:(75 0至8 5 0°(:)之溫度下煅燒。 6 ·如申請專利範圍第5項之方法,其中在乾燥或後乾 燥之後,該生坯係於約8 0 0 °C ( 7 5 0至8 5 0 °C )下於包含氯、 氯化氫、赢及/或氧之氛圍中處理。 7 · —種具有光學品質之成形玻璃物件,其熱膨脹係 數不大於〇.5· 1(Γ6/Κ,且係包含熱解製備矽/鈦混合氧化 物粉末,此粉末之BET表面積係爲5至500米2/克,且二氧 化鈦含量以粉末計爲0.5至20重量。/〇。 H 8 . —種製造如申請專利範圍第7項之成形玻璃物件的 方法,其特徵爲如申請專利範圍第4項之生坯係於介於 1,0 5 0及1,60 (TC間之溫度下於氣體氛圍或於真空中燒結。 9 .如申請專利範圍第8項之方法,其中在燒結之後, 該成形玻璃物件係完全熔化或僅表面熔化。 1 〇 . —種如申請專利範圍第7項之成形玻璃物件的應 用,其係使用於光學設備之領域,諸如例如面鏡及透鏡, 作爲極端UV範圍之設備用的組件’例如作爲面鏡支架、 · 用於預成形以製造光波傳導器。 -24- 200304435 陸、(一)、本案指定代表圖為··第_圖 (二)、本代表圖之元件代表符號簡單說明: 無
    柒、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式: 無
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI733723B (zh) * 2015-12-18 2021-07-21 德商何瑞斯廓格拉斯公司 不透明石英玻璃體的製備

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10163939A1 (de) * 2001-12-22 2003-07-10 Degussa Schicht erhalten aus einer wässerigen Dispersion enthaltend flammenhydrolytisch hergestelltes Silicium-Titan-Mischoxidpulver
US20030226377A1 (en) * 2002-03-05 2003-12-11 Barrett W. Tim Method of making silica-titania extreme ultraviolet elements
DE102004001520A1 (de) * 2004-01-10 2005-08-04 Degussa Ag Flammenhydrolytisch hergestelltes Silicium-Titan-Mischoxidpulver
DE102004003450A1 (de) * 2004-01-22 2005-08-18 Universität des Saarlandes Verfahren zur Herstellung dotierter oder undotierter Gläser aus Glaspulvern
DE102004024808B4 (de) * 2004-05-17 2006-11-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Quarzglasrohling für ein optisches Bauteil zur Übertragung extrem kurzwelliger ultravioletter Strahlung
DE102004024500A1 (de) * 2004-05-18 2005-12-15 Degussa Ag Flammenhydrolytisch hergestelltes Silicium-Titan-Mischoxidpulver
US20060179879A1 (en) * 2004-12-29 2006-08-17 Ellison Adam J G Adjusting expansivity in doped silica glasses
BRPI0608355B1 (pt) * 2005-02-17 2016-05-24 Monsanto Technology Llc processo para oxidação de ácido n-(fosfonometil) iminodiacético ou seu sal e catalisador de oxidação
EP1752215A1 (de) * 2005-08-09 2007-02-14 Degussa GmbH Photokatalysator
AU2007217054A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Monsanto Technology Llc Transition metal-containing catalysts and processes for their preparation and use as fuel cell catalysts
US8053382B2 (en) * 2007-10-02 2011-11-08 Hitachi, Ltd. Optical glass
EP2438604A1 (de) * 2009-06-04 2012-04-11 Schurter AG Oberflächenbehandlung eines schmelzleiters
JP5737070B2 (ja) 2010-09-02 2015-06-17 信越化学工業株式会社 チタニアドープ石英ガラス及びその製造方法
WO2013029252A1 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Dow Global Technologies Llc Solar reflectance coating
EP3000791B1 (de) * 2014-09-24 2017-04-26 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Rohlings aus Fluor- und Titan-dotiertem, hochkieselsäurehaltigem Glas für den Einsatz in der EUV-Lithographie und danach hergestellter Rohling
JP7213110B2 (ja) * 2018-03-29 2023-01-26 パナソニック デバイスSunx株式会社 石英ガラスの製造方法
JP7341220B2 (ja) 2018-08-02 2023-09-08 コーニング インコーポレイテッド スートを捕捉する方法
KR20220019689A (ko) * 2019-06-12 2022-02-17 가부시끼가이샤 도꾸야마 비정질 실리카 티타니아 복합 산화물 분말, 수지 조성물, 분산액, 및 실리카 피복 실리카 티타니아 복합 산화물 분말의 제조 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2305659A (en) 1940-03-13 1942-12-22 Western Electric Co Magnetic charging apparatus
US3960855A (en) * 1972-05-03 1976-06-01 Smithkline Corporation Substituted sulfonylacetamido cephalosporins
US4278632A (en) * 1980-02-08 1981-07-14 Westinghouse Electric Corp. Method of conforming clear vitreous gal of silica-titania material
US4786618A (en) * 1987-05-29 1988-11-22 Corning Glass Works Sol-gel method for making ultra-low expansion glass
US5180411A (en) * 1989-12-22 1993-01-19 Corning Incorporated Optical waveguide fiber with titania-silica outer cladding and method of manufacturing
DE4235996A1 (de) * 1992-10-24 1994-04-28 Degussa Flammenhydrolytisch hergestelltes Titandioxid-Mischoxid, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung
DE19650500A1 (de) * 1996-12-05 1998-06-10 Degussa Dotierte, pyrogen hergestellte Oxide
US5970751A (en) * 1998-09-22 1999-10-26 Corning Incorporated Fused SiO2 -TiO2 glass method
JP3723740B2 (ja) 1998-10-06 2005-12-07 松下電器産業株式会社 ロスレス圧縮符号方法とその装置およびロスレス圧縮復号方法とその装置
US6479129B1 (en) * 1999-02-18 2002-11-12 Corning Incorporated Titanium-coating silica glass honeycomb structure from silica soot extrusion
EP1284277B1 (de) * 2001-08-08 2004-10-20 Degussa Aktiengesellschaft Mit Siliziumdioxid umhüllte Metalloxidpartikel
DE10163938A1 (de) 2001-12-22 2003-07-10 Degussa Flammenhydrolytisch hergestelltes Silicium-Titan-Mischoxidpulver mit an der Oberfläche angereichertem Siliciumdioxid, dessen Herstellung und Verwendung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI733723B (zh) * 2015-12-18 2021-07-21 德商何瑞斯廓格拉斯公司 不透明石英玻璃體的製備

Also Published As

Publication number Publication date
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