JPH0624987B2 - Burner for synthesizing porous quartz glass base material - Google Patents
Burner for synthesizing porous quartz glass base materialInfo
- Publication number
- JPH0624987B2 JPH0624987B2 JP14416784A JP14416784A JPH0624987B2 JP H0624987 B2 JPH0624987 B2 JP H0624987B2 JP 14416784 A JP14416784 A JP 14416784A JP 14416784 A JP14416784 A JP 14416784A JP H0624987 B2 JPH0624987 B2 JP H0624987B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outlet
- burner
- quartz glass
- base material
- glass base
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/04—Multi-nested ports
- C03B2207/06—Concentric circular ports
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/20—Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/20—Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
- C03B2207/22—Inert gas details
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/20—Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
- C03B2207/26—Multiple ports for glass precursor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/36—Fuel or oxidant details, e.g. flow rate, flow rate ratio, fuel additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、気相反応合成法による多孔質石英ガラス母材
合成用バーナに関し、特に大口径の多孔質石英ガラス母
材を合成するために適したバーナに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a burner for synthesizing a porous quartz glass preform by a gas phase reaction synthesis method, and particularly to a burner suitable for synthesizing a large-diameter porous quartz glass preform. Regarding
「従来技術およびその問題点」 従来、石英ガラスを気相反応合成法によって製造する際
には、四塩化珪素等の珪素化合物を酸水素炎中で加水分
解し、出発部材上にシリカ微粒子を堆積させて多孔質石
英ガラス母材を生成させ、これを焼成することによって
行なわれていた。このようにして製造された合成石英ガ
ラスは低膨張性であり、光学特性に優れているため、デ
ィスプレー、各種レンズ、プリズム、半導体製造用炉心
管、ボート、ルツボ、あるいはフォトマスク用等の材料
として注目されている。“Prior art and its problems” Conventionally, when silica glass is produced by a gas phase reaction synthesis method, silicon compounds such as silicon tetrachloride are hydrolyzed in an oxyhydrogen flame, and silica fine particles are deposited on a starting member. Then, a porous quartz glass base material was produced and fired. The synthetic quartz glass produced in this manner has low expansion properties and excellent optical characteristics, so it is used as a material for displays, various lenses, prisms, semiconductor manufacturing furnace tubes, boats, crucibles, or photomasks. Attention has been paid.
ところで、上記のような気相反応合成法によって多孔質
石英ガラス母材を製造するには、多重管バーナが使用さ
れている。その一例を挙げると、中心部に四塩化珪素等
の珪素化合物およびキャリヤガスの流出口、その外周に
不活性ガスの流出口、さらにその外周に水素および酸素
のそれぞれの流出口が形成された4 〜5 重管のバーナが
用いられている。そして、外周部から流出する水素およ
び酸素によって酸水素炎を形成し、これに中心部から流
出する珪素化合物のガスを供給し、珪素化合物を酸水素
炎中で加水分解することによってシリカ微粒子を生成さ
せるようになっている。なお、不活性ガスはエアカーテ
ンを形成して火炎を整える役割をなす。By the way, a multi-tube burner is used to manufacture a porous quartz glass preform by the above-described vapor phase reaction synthesis method. As an example, an outlet for a silicon compound such as silicon tetrachloride and a carrier gas is formed in the center, an outlet for an inert gas is formed on the outer periphery, and outlets for hydrogen and oxygen are formed on the outer periphery. ~ A quintuple burner is used. Then, oxyhydrogen flame is formed by hydrogen and oxygen flowing out from the outer peripheral portion, a gas of a silicon compound flowing out from the central portion is supplied to this, and the silicon compound is hydrolyzed in the oxyhydrogen flame to generate silica fine particles. It is designed to let you. The inert gas plays a role of forming an air curtain and adjusting the flame.
しかしながら、上記のような従来の多重管バーナでは、
径方向の温度分布が整った大きな火炎を形成することが
難しいため、例えばフォトマスク基板に適した大口径の
多孔質ガラス母材を形成することが困難であった。However, in the conventional multi-tube burner as described above,
Since it is difficult to form a large flame with a uniform temperature distribution in the radial direction, it is difficult to form a large-diameter porous glass preform suitable for a photomask substrate, for example.
「発明の目的」 本発明の目的は、径方向における温度分布が整った大き
な火炎が得られ、それによって大口径の多孔質ガラス母
材を合成できるようにした多孔質石英ガラス母材合成用
バーナを提供することにある。"Object of the invention" The object of the present invention is to obtain a large flame having a uniform temperature distribution in the radial direction, thereby making it possible to synthesize a large-diameter porous glass preform, and a burner for synthesizing a porous quartz glass preform. To provide.
「発明の構成」 本発明による多孔質石英ガラス母材合成用バーナは、中
心部に珪素化合物およびキャリヤガスの流出口、その外
周に不活性ガスの流出口、その外周に酸素の流出口、そ
の外周に不活性ガスの流出口、その外周に珪素化合物お
よびキャリヤガスの流出口、その外周に不活性ガスの流
出口、その外周に水素および酸素のそれぞれの流出口が
形成されている。これによって、珪素化合物、水素、酸
素をバーナ内に均一に導入することができ、径方向の温
度分布が整った火炎が得られ、大型の多孔質石英ガラス
母材を合成することができる。"Structure of the Invention" A burner for synthesizing a porous quartz glass base material according to the present invention comprises a silicon compound and a carrier gas outlet at the center, an inert gas outlet at the outer periphery thereof, and an oxygen outlet at the outer periphery thereof. An inert gas outlet is formed on the outer periphery, a silicon compound and a carrier gas outlet are formed on the outer periphery, an inert gas outlet is formed on the outer periphery, and hydrogen and oxygen outlets are formed on the outer periphery. As a result, a silicon compound, hydrogen, and oxygen can be uniformly introduced into the burner, a flame with a uniform temperature distribution in the radial direction can be obtained, and a large-scale porous quartz glass preform can be synthesized.
「発明の実施例」 第2 図には本発明が適用される多孔質ガラス母材の製造
装置が示されている。ボンベ1 およびボンベ2 から水素
および酸素がフローコントローラ3 、4 を通して多重管
構造のバーナ5 に供給され、酸水素炎を発生させる。そ
して、四塩化珪素、トリクロロシラン、四臭化珪素等の
珪素化合物のガスが、タンク6 からポンプ7 により熱交
換器8 を通してバーナ5 に供給され、酸水素炎中に導入
されて加水分解され、平均粒径約0.1 〜0.2 μ程度のSi
O2の微粒子が生成される。なお、図示してないが、窒
素、アルゴンなどの不活性ガスもバーナ5 に供給され、
これらは珪素化合物のキャリヤガスとして、あるいは酸
水素炎中のエアーカーテンとして利用される。この加水
分解反応を珪素化合物が四塩化珪素である場合について
化学式で示すと次のようになる。[Examples of the Invention] FIG. 2 shows an apparatus for producing a porous glass preform to which the present invention is applied. Hydrogen and oxygen are supplied from the cylinders 1 and 2 to the burner 5 having a multi-tube structure through the flow controllers 3 and 4 to generate an oxyhydrogen flame. Then, a gas of a silicon compound such as silicon tetrachloride, trichlorosilane, or silicon tetrabromide is supplied from the tank 6 to the burner 5 through the heat exchanger 8 by the pump 7 and introduced into the oxyhydrogen flame for hydrolysis. Si with an average particle size of about 0.1 to 0.2 μ
Fine particles of O 2 are generated. Although not shown, an inert gas such as nitrogen or argon is also supplied to the burner 5,
These are used as a carrier gas for silicon compounds or as an air curtain in an oxyhydrogen flame. This hydrolysis reaction is represented by the following chemical formula when the silicon compound is silicon tetrachloride.
SiCl4＋2H2O→SiO2＋4HCl そして、このSiO2微粒子はパイレックス製の反応器9 中
の石英からなる回転する出発部材10に付着し、順次成長
して多孔質石英ガラス母材11が形成される。この際に発
生するHCl はNaOH液の貯槽12から循環されるNaOH液と洗
浄塔13で向流接触して吸収除去される。SiCl 4 + 2H 2 O → SiO 2 + 4HCl Then, these SiO 2 particles adhere to the rotating starting member 10 made of quartz in the Pyrex reactor 9 and grow in sequence to form the porous quartz glass base material 11. It The HCl generated at this time is absorbed and removed by countercurrent contact with the NaOH liquid circulated from the NaOH liquid storage tank 12 in the washing tower 13.
第1 図には本発明の一実施例である多孔質石英ガラス母
材合成用バーナ5 が示されている。このバーナ5 は同心
円的に形成された11重の多重管となっており、今その中
心部から第1 管、第2 管、第3 管、第4 管、・・・第11
管とする。中心の第1 管は珪素化合物とキャリヤガスと
の流出口21を形成する。この実施例においては、珪素化
合物として四塩化珪素、キャリヤガスとして水素が用い
られている。第2 管は同じく珪素化合物とキャリヤガス
との流出口22を形成する。なお、この流出口22は場合に
よっては設けなくてもよい。第3 管は窒素、アルゴン等
の不活性ガスの流出口23を形成する。この実施例では不
活性ガスとして窒素が用いられている。第4 管は酸素の
流出口24を形成する。第5 管は同じく酸素の流出口25を
形成する。なお、この流出口25は場合によっては設けな
くてもよい。第6 管は不活性ガスの流出口26を形成す
る。第7 管は珪素化合物とキャリヤガスとの流出口27を
形成する。第8 管は不活性ガスの流出口28を形成する。
第9 管は同じく不活性ガスの流出口29を形成する。な
お、この流出口29は設けなくてもよい。第10管は水素の
流出口30を形成する。最後に第11管は酸素の流出口31を
形成する。なお、この流出口30が酸素の流出口をなし、
流出口31が水素の流出口をなすようにしてもよい。FIG. 1 shows a burner 5 for synthesizing a porous quartz glass base material, which is an embodiment of the present invention. This burner 5 is a concentric multi-tube with 11 layers. Now, from its center, the 1st tube, the 2nd tube, the 3rd tube, the 4th tube ...
Use as a pipe. The central first tube forms an outlet 21 for the silicon compound and the carrier gas. In this embodiment, silicon tetrachloride is used as the silicon compound and hydrogen is used as the carrier gas. The second tube also forms an outlet 22 for the silicon compound and the carrier gas. The outlet 22 may not be provided in some cases. The third tube forms an outlet 23 for an inert gas such as nitrogen or argon. In this embodiment, nitrogen is used as the inert gas. The fourth tube forms the oxygen outlet 24. The fifth tube also forms the oxygen outlet 25. The outlet 25 may not be provided in some cases. The sixth tube forms the outlet 26 for the inert gas. The seventh tube forms an outlet 27 for the silicon compound and the carrier gas. The eighth tube forms an outlet 28 for the inert gas.
The ninth tube also forms an outlet 29 for the inert gas. The outlet 29 may not be provided. The tenth tube forms the hydrogen outlet 30. Finally, the eleventh tube forms the oxygen outlet 31. The outlet 30 serves as an oxygen outlet,
The outlet 31 may be a hydrogen outlet.
このように本発明では、バーナ5 が11重の多重管で構成
されている。そして、珪素化合物およびキャリヤガスは
流出口21（第1 管）、流出口22（第2 管）および流出口
27（第7 管）から分散して流出する。また、酸素は流出
口24（第4 管）、流出口25（第5 管）および流出口31
（第11管）から分散して流出する。さらに、水素は流出
口30（第10管）から流出する。そして、不活性ガスは流
出口23（第3 管）、流出口26（第6 管）、流出口28（第
8 管）および流出口29（第9 管）から流出してエアカー
テンを形成する。その結果、径方向の温度分布が均一で
整った火炎が得られ、ノズルの閉塞をおこすことなく、
フォトマスク基板等に適した大型の多孔質石英ガラス母
材を製造することができる。また、珪素化合物のキャリ
ヤガスとして水素を用いれば、より高温の火炎が得ら
れ、SiO2微粒子の合成速度が速まり、出発部材10へのSi
O2微粒子の付着効率も高まるので、多孔質石英ガラス母
材の収率をさらに向上させることができる。As described above, in the present invention, the burner 5 is composed of an 11-layer multi-tube. The silicon compound and the carrier gas are discharged from the outlet 21 (first pipe), the outlet 22 (second pipe) and the outlet.
Dispersed and discharged from 27 (7th pipe). Oxygen is discharged from outlet 24 (4th pipe), outlet 25 (5th pipe) and outlet 31.
Dispersed and flows out from (No. 11 pipe). Further, hydrogen flows out from the outlet 30 (10th pipe). Then, the inert gas is discharged from the outlet 23 (third pipe), the outlet 26 (sixth pipe), the outlet 28 (the third pipe).
8 pipes) and outflow port 29 (9th pipe) to form an air curtain. As a result, a uniform temperature distribution in the radial direction is obtained, and the nozzle is not clogged.
It is possible to manufacture a large-sized porous quartz glass base material suitable for a photomask substrate or the like. If hydrogen is used as the carrier gas for the silicon compound, a higher temperature flame can be obtained, the synthesis rate of the SiO 2 particles can be increased, and the Si
Since the adhesion efficiency of the O 2 fine particles is also increased, the yield of the porous quartz glass base material can be further improved.
「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、珪素化合物、酸
素および水素をバーナに均一に導入して径方向の温度分
布が整った火炎が得られ、ノズルの閉塞をおこすことな
く、大型の多孔質石英ガラス母材を製造することができ
る。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, a silicon compound, oxygen, and hydrogen are uniformly introduced into a burner to obtain a flame with a uniform radial temperature distribution, which causes nozzle clogging. Without, it is possible to manufacture a large-scale porous quartz glass base material.
第1 図は本発明による多孔質石英ガラス母材合成用バー
ナの実施例を示す斜視図、第2 図は同バーナが適用され
た多孔質石英ガラス母材の製造装置を示す概略説明図で
ある。 図中、5 は多重管バーナ、10は出発部材、11は多孔質石
英ガラス母材、21および22は珪素化合物のガスおよびキ
ャリヤガスの流出口、23は不活性ガスの流出口、24およ
び25は酸素の流出口、26は不活性ガスの流出口、27は珪
素化合物およびキャリヤガスの流出口、28および29は不
活性ガスの流出口、30は水素の流出口、31は酸素の流出
口である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a burner for synthesizing a porous quartz glass base material according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an apparatus for manufacturing a porous quartz glass base material to which the burner is applied. . In the figure, 5 is a multi-tube burner, 10 is a starting member, 11 is a porous quartz glass base material, 21 and 22 are silicon compound gas and carrier gas outlets, 23 is an inert gas outlet, and 24 and 25. Is an oxygen outlet, 26 is an inert gas outlet, 27 is a silicon compound and carrier gas outlet, 28 and 29 are inert gas outlets, 30 is a hydrogen outlet, and 31 is an oxygen outlet. Is.
Claims (2)
シリカ微粒子を生成し、これを出発部材に付着せしめて
多孔質石英ガラス母材を合成する多重管バーナにおい
て、中心部に珪素化合物およびキャリヤガスの流出口、
その外周に不活性ガスの流出口、その外周に酸素の流出
口、その外周に不活性ガスの流出口、その外周に珪素化
合物およびキャリヤガスの流出口、その外周に不活性ガ
スの流出口、その外周に水素および酸素のそれぞれの流
出口が形成されていることを特徴とする多孔質石英ガラ
ス母材合成用バーナ。1. A multi-tube burner in which a silicon compound is hydrolyzed in an oxyhydrogen flame to produce silica fine particles, which are adhered to a starting member to synthesize a porous quartz glass base material, and silicon is provided at the center. Compound and carrier gas outlets,
An inert gas outlet on its outer periphery, an oxygen outlet on its outer periphery, an inert gas outlet on its outer periphery, a silicon compound and carrier gas outlet on its outer periphery, an inert gas outlet on its outer periphery, A burner for synthesizing a porous silica glass base material, characterized in that hydrogen and oxygen outlets are formed on the outer periphery thereof.
リヤガスは水素である多孔質石英ガラス母材合成用バー
ナ。2. The burner for synthesizing a porous quartz glass base material according to claim 1, wherein the carrier gas is hydrogen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14416784A JPH0624987B2 (en) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | Burner for synthesizing porous quartz glass base material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14416784A JPH0624987B2 (en) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | Burner for synthesizing porous quartz glass base material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126526A JPS6126526A (en) | 1986-02-05 |
| JPH0624987B2 true JPH0624987B2 (en) | 1994-04-06 |
Family
ID=15355755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14416784A Expired - Fee Related JPH0624987B2 (en) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | Burner for synthesizing porous quartz glass base material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624987B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043002A (en) | 1990-08-16 | 1991-08-27 | Corning Incorporated | Method of making fused silica by decomposing siloxanes |
| EP0978487A3 (en) * | 1998-08-07 | 2001-02-21 | Corning Incorporated | Sealed, nozzle-mix burners for silica deposition |
| JP5362382B2 (en) * | 2008-02-27 | 2013-12-11 | 信越化学工業株式会社 | Optical fiber preform manufacturing method and optical fiber preform manufacturing burner |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14416784A patent/JPH0624987B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6126526A (en) | 1986-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2012524022A (en) | Method and apparatus for producing high purity polysilicon | |
| JP4043768B2 (en) | Manufacturing method of optical fiber preform | |
| JPS6126532A (en) | Production of base material for optical fiber | |
| JPH0624987B2 (en) | Burner for synthesizing porous quartz glass base material | |
| JP2803510B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing glass preform for optical fiber | |
| JPS6126527A (en) | Production of porous quartz glass base material | |
| AU646490B2 (en) | Method for producing glass article | |
| JPH0517164A (en) | Synthesis of glass fine particle | |
| JP4089019B2 (en) | Multi-tube burner for synthesis of porous quartz glass base material | |
| JP3176949B2 (en) | Method for producing porous silica preform | |
| JP3785120B2 (en) | Method for producing silica porous matrix | |
| JP2002068727A (en) | Method for manufacturing high purity silica | |
| JP3295444B2 (en) | Method for producing porous silica preform | |
| JPH0761877B2 (en) | Method for manufacturing glass particulate deposit | |
| JP3788073B2 (en) | Manufacturing method of optical fiber preform | |
| JP2003002627A (en) | Method for manufacturing silicon | |
| JPH10330129A (en) | Production of porous glass body for optical fiber | |
| JP3188515B2 (en) | Burner for synthesis of silica fine particles | |
| JPS623035A (en) | Production of porous quartz glass preform | |
| JPH04260616A (en) | Production of glass body | |
| JPS6055450B2 (en) | Manufacturing method of optical fiber base material | |
| JPH04240125A (en) | Manufacture of optical fiber preform | |
| JPH0339978B2 (en) | ||
| JPS60239338A (en) | Preparation of parent material for optical fiber | |
| JPH085687B2 (en) | Method for producing porous quartz glass base material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |