專利名稱：使用氧氣燃燒液體反應(yīng)物制備二氧化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備二氧化硅和二氧化硅預(yù)制品，具體而言，涉及由液態(tài)含硅化合物制備二氧化硅和二氧化硅預(yù)制棒的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域已知有許多涉及由氣態(tài)反應(yīng)物生產(chǎn)金屬氧化物的方法。這類方法要求原料溶液，產(chǎn)生原料溶液的蒸汽(以后稱作氣態(tài)反應(yīng)物)和將其和氧化劑輸送到反應(yīng)轉(zhuǎn)化位置的裝置，同時(shí)催化氧化和燃燒來(lái)產(chǎn)生被稱作煙塵的細(xì)分散的球形集聚體的裝置。這種煙塵可用許多方法收集在淀積收集器上，包括收集室到旋轉(zhuǎn)心軸。這種煙塵可以同時(shí)或隨后熱處理形成高純度的無(wú)孔隙的透明玻璃制品。該方法通常使用有獨(dú)特的噴嘴和燃燒器排列的專門(mén)設(shè)備進(jìn)行。
開(kāi)發(fā)這些方法的許多初始研究集中在如何制造熔凝二氧化硅塊料。選擇合適的原料是該項(xiàng)工作的重點(diǎn)。因此，當(dāng)時(shí)確定能在100℃以下的溫度產(chǎn)生200-300毫米汞柱(mmHg)蒸汽壓的物質(zhì)可用于制造這種熔凝二氧化硅塊料。四氯化硅(SiCl4)的高蒸汽壓表明它可用作生產(chǎn)煙塵的方便蒸汽源，并開(kāi)始發(fā)現(xiàn)和使用了一系列相似的氯化物原料。雖然這些物質(zhì)具有某些不合需要的化學(xué)性質(zhì)，但正是這個(gè)因素主要決定了目前采用SiCl4、GeCl4、POCl3和BCl3。
雖然如美國(guó)專利5,043,002和5,152,819中所述，將不含鹵素的硅化合物用作制造熔凝二氧化硅玻璃的原料可避免生成HCl，但仍存在一些問(wèn)題，特別是當(dāng)要將該玻璃用于制造光導(dǎo)纖維和高純度二氧化硅煙塵時(shí)。本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，在將汽化的聚烷基硅氧烷輸送到燃燒器的過(guò)程中，高分子量物質(zhì)會(huì)淀積在把氣態(tài)反應(yīng)物輸送到燃燒器的管道內(nèi)或在燃燒器內(nèi)成凝膠狀。這就降低了煙塵預(yù)制棒的淀積速度。然后將該煙塵預(yù)制棒玻璃化(consolidate)為可拉制成光導(dǎo)纖維的坯料。這也造成了坯料中的缺陷。由于坯料中受影響的部分，這種坯料會(huì)制成有缺陷的或不能使用的光導(dǎo)纖維。
在待批專利申請(qǐng)08/767,653揭示了通過(guò)在轉(zhuǎn)化部位輸入液態(tài)硅氧烷原料、霧化該原料并將霧化了的原料轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?，可減少聚集缺陷。在轉(zhuǎn)化部位將原料霧化的一種方式是在轉(zhuǎn)化部位用如惰性氣體的輸送氣體將液態(tài)原料氣動(dòng)或鼓風(fēng)的方式霧化。所謂“氣動(dòng)”或“鼓風(fēng)”霧化，并不是說(shuō)必須使用空氣作為霧化氣體，霧化氣體還可以是諸如氬、氮或氦的惰性氣體、如甲烷的可燃性氣體、氧、或這些氣體的混合物。
盡管使液態(tài)硅氧烷原料霧化可減少聚集缺陷，這樣的液體輸送系統(tǒng)仍有一定問(wèn)題。例如，提高輸送氣體速度可產(chǎn)生較小的液滴，這樣的液滴更易于在燃燒器火焰中蒸發(fā)和燃燒。較小的液滴是更合要求的，因?yàn)檩^大的液滴在煙塵形成的坯料表面會(huì)引起疣狀缺陷(“疣”)。另外，較小的液滴可以更容易地被周圍氣體流所聚集，產(chǎn)生聚集得更好的淀積氣流。另一方面，提高霧化氣體速度會(huì)增加燃燒器火焰的湍動(dòng)，這會(huì)降低煙塵的捕集速率，是產(chǎn)生被稱作“蜥蜴皮膚”的煙塵物理缺陷的一個(gè)原因。蜥蜴皮膚是指煙塵坯料表面粗糙的術(shù)語(yǔ)。
因此，希望能提供一種方法，其液體傳遞系統(tǒng)可產(chǎn)生含細(xì)小液滴聚集良好的淀積氣流，但無(wú)需采用高的氣體速度，因而燃燒器火焰中的湍動(dòng)程度很低。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及制造二氧化硅的方法。一個(gè)實(shí)施方案中，液體，較好的是能熱氧化分解轉(zhuǎn)化為SiO2的不含鹵素的含硅化合物直接提供給燃燒器的火焰，形成細(xì)分散的無(wú)定形煙塵。無(wú)定形煙塵可淀積在接受器表面，在接受器表面，與淀積幾乎同時(shí)或淀積后，煙塵玻璃化成熔凝二氧化硅玻璃體。熔凝二氧化硅玻璃體可用于直接生產(chǎn)產(chǎn)品，或進(jìn)一步處理，如形成光波導(dǎo)，如通過(guò)牽絲制造光導(dǎo)纖維，可參看標(biāo)題為“聚烷基硅氧烷的提純方法和制得的產(chǎn)品”的美國(guó)專利申請(qǐng)08/574,961中描述的最終用途，此專利的內(nèi)容被引用作為參考。
本發(fā)明還包括從液體，較好是不含鹵素的含硅反應(yīng)物形成二氧化硅的設(shè)備，它包括在操作中產(chǎn)生轉(zhuǎn)化點(diǎn)火焰的燃燒器；將液體含硅化合物提供到火焰，通過(guò)熱氧化分解使化合物轉(zhuǎn)化為細(xì)分散的無(wú)定形煙塵的注料器；相對(duì)于所述燃燒器設(shè)置的接受體表面，讓煙塵淀積在該接受體的表面上。
本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在二氧化硅生產(chǎn)過(guò)程中，向轉(zhuǎn)化點(diǎn)輸送液態(tài)硅氧烷原料，可以抑制上述問(wèn)題。通過(guò)輸送液態(tài)而不是氣態(tài)的硅氧烷原料，可以防止硅氧烷原料的膠凝，因?yàn)榭梢员苊夤柩跬樵咸幱谡舭l(fā)器和蒸汽輸送體系中的高溫環(huán)境。這可以提高二氧化硅的產(chǎn)率和制得的二氧化硅的質(zhì)量，還可以減少生產(chǎn)系統(tǒng)的維修要求。
因此，本發(fā)明提供了通過(guò)將液態(tài)硅氧烷原料輸送到轉(zhuǎn)化點(diǎn)，抑制二氧化硅原料在二氧化硅生產(chǎn)過(guò)程中的膠凝的方法。由于可避免會(huì)促進(jìn)形成麻煩的凝膠的蒸發(fā)器和蒸汽輸送體系的高溫環(huán)境，改善了二氧化硅的生產(chǎn)方法。硅氧烷原料以液態(tài)輸送到轉(zhuǎn)化點(diǎn)，直到恰在轉(zhuǎn)化為無(wú)定形二氧化硅煙塵之前或同時(shí)才蒸發(fā)。然后無(wú)定形二氧化硅淀積在接受體表面。與淀積幾乎同時(shí)或隨后，煙塵玻璃化成熔凝二氧化硅玻璃體，通過(guò)拉絲，由熔凝二氧化硅玻璃體可以制造光波導(dǎo)纖維。
本發(fā)明另一方面包括二氧化硅生產(chǎn)設(shè)備，它包括容納硅氧烷液態(tài)原料的硅氧烷原料罐，將硅氧烷液態(tài)原料輸送到注料器的硅氧烷原料輸送管道。注料器將液態(tài)原料注入轉(zhuǎn)化點(diǎn)，在燃燒器火焰中液態(tài)原料分解形成細(xì)分散的無(wú)定形二氧化硅煙塵，煙塵淀積在接受器表面。熔凝二氧化硅玻璃體除了液態(tài)硅氧烷原料外，可以摻有氧化物摻雜劑，在燃燒器火焰中引入能通過(guò)氧化或火焰水解轉(zhuǎn)化為P2O5或金屬氧化物的化合物，該金屬氧化物的金屬組分選自元素周期表IA、IB、IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、VA和稀土族元素。由此制得的氧化物摻雜的熔凝二氧化硅玻璃如可拉制成光波導(dǎo)纖維。
本發(fā)明的另一方面中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過(guò)在轉(zhuǎn)化點(diǎn)用流動(dòng)的氧氣流來(lái)氣動(dòng)霧化液態(tài)硅氧烷原料，可以極大地減少坯料上的缺陷。因此，使用氧氣作為氣動(dòng)霧化器的輸送氣體，可以制得更光滑和更高質(zhì)量的熔凝二氧化硅坯料。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明反應(yīng)物輸送系統(tǒng)的方框圖。
圖2是本發(fā)明由注射器向燃燒器火焰提供液態(tài)反應(yīng)物的示意圖。
圖3是本發(fā)明由轉(zhuǎn)換器向燃燒器火焰提供液態(tài)反應(yīng)物顆粒的示意圖。
圖4是本發(fā)明裝在燃燒器結(jié)構(gòu)中的霧化器的示意圖。
發(fā)明詳細(xì)描述圖1示意地表示將液態(tài)硅氧烷原料和任選的提供摻雜的化合物輸送到燃燒器10的一個(gè)系統(tǒng)。聚甲基環(huán)硅氧烷之類的液態(tài)硅氧烷原料先儲(chǔ)存在原料罐11中。原料罐11通過(guò)液態(tài)原料輸送管道系統(tǒng)與位于反應(yīng)物引入部位的液態(tài)原料注料器15連接，如有必要，該液態(tài)原料輸送管道系統(tǒng)可包括計(jì)量泵12、或可選用的過(guò)濾器13和預(yù)加熱器14。所述的液態(tài)原料輸送管道系統(tǒng)具有第一末端51和第二末端52。用泵12將罐11中的硅氧烷原料液體通過(guò)液態(tài)原料輸送管道經(jīng)過(guò)濾器13輸送到可選用的預(yù)加熱器14中。為基本上防止和抑制液體在預(yù)加熱器14中揮發(fā)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器13輸送的液體處于足夠的壓力之下，若是使用預(yù)加熱器14，這是為了在引入燃燒器10之前對(duì)液體反應(yīng)物進(jìn)行加熱，同時(shí)該預(yù)加熱器又能避免汽化器的高溫，因?yàn)槠鞯母邷匾话銜?huì)導(dǎo)致凝膠的形成。如美國(guó)專利4,165,223(D.R.Powers)所揭示的那樣，通常較好向燃燒器供給內(nèi)保護(hù)氣體、外保護(hù)氣體以及甲烷和氧氣燃料混合物。該專利的內(nèi)容參考結(jié)合于本發(fā)明中。
液體反應(yīng)物從可選用的過(guò)濾器13或預(yù)加熱器14經(jīng)過(guò)第二末端52輸送到液體注料器15，注料器15將液體輸送到燃燒器10中。注料器15中有將液體反應(yīng)物以液體流或霧化液體顆粒形式直接輸送到燃燒器10火焰中的裝置。在討論中，我們一般稱反應(yīng)物處于“液體”形式。我們用該術(shù)語(yǔ)所表示的是反應(yīng)物基本上處于液態(tài)。小部分反應(yīng)物可以是氣態(tài)，特別在使用預(yù)加熱器14時(shí)或在液體上方使用氮?dú)膺M(jìn)行覆罩時(shí)。小部分的反應(yīng)物以氣態(tài)形式輸送到燃燒部位，不會(huì)對(duì)本發(fā)明的操作產(chǎn)生不利影響。
液體注料器15例如可以是一個(gè)裝有細(xì)針的注射器，用它可將液體流高速度地噴射在燃燒器火焰中。雖然規(guī)模小時(shí)可用注射器，工業(yè)規(guī)模的操作則需要較大的具有同樣作用的裝置，如霧化器。
如在Arthur H.Lefebure著，Hemispere Publishing Co.于1989年出版的霧化和噴霧(Atomization and Spray)一書(shū)中所揭示的那樣，在霧化領(lǐng)域中已知有若干種能形成很小液滴的霧化裝置，該書(shū)的內(nèi)容參考結(jié)合于本發(fā)明中。霧化器可用各種能源(如液體、氣體、機(jī)械、電和振動(dòng)的能源)進(jìn)行操作，可分成噴射霧化器、旋渦式霧化器、噴射-旋渦式霧化器、氣動(dòng)霧化器、旋轉(zhuǎn)式霧化器、聲波霧化器、超聲霧化器和靜電霧化器等等。較好使用噴射霧化器；噴射霧化器更好是噴射-旋渦式的。這種霧化器先使液體形成旋渦，然后象常規(guī)霧化器一樣通過(guò)小孔高速噴出液體。各種類型的霧化器描述在L.Bayvel and Z.Orzechowski著的，Taylor&Francis(1993)出版的Liquid Atomization一書(shū)中。該書(shū)的內(nèi)容參考結(jié)合在本發(fā)明中。
另一種優(yōu)選形式是由氮?dú)饣蚩諝鈮毫Σ倏v的氣動(dòng)霧化器。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，霧化器可裝設(shè)在燃燒器的結(jié)構(gòu)中。
硅氧烷反應(yīng)物的霧化顆粒在燃燒器中燃燒，該燃燒器用可燃性氣體，較好是甲烷和氧氣的混合物作為燃料。霧化的反應(yīng)物顆?？捎萌绲?dú)獾妮d氣從霧化器輸送到燃燒器火焰中。更好的使用氮?dú)夂脱鯕獾幕旌衔镒鳛殪F化氣體，以減少在煙塵坯料上形成缺陷。
圖2示意地表示本發(fā)明的設(shè)備，其中注射器21將反應(yīng)物液流注射到燃燒器24產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化點(diǎn)火焰23中。反應(yīng)物熱氧化分解產(chǎn)生細(xì)分散的無(wú)定形煙塵25，煙塵25淀積在旋轉(zhuǎn)的心軸26上。
圖3是本發(fā)明設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖，其中霧化器31將細(xì)小的反應(yīng)物液滴噴射到燃燒器24產(chǎn)生的火焰23中。反應(yīng)物燃燒產(chǎn)生煙塵25，煙塵淀積在旋轉(zhuǎn)的心軸26上。
圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的剖面圖。其中，燃燒器40的結(jié)構(gòu)中配置了霧化器41，霧化器將分得很細(xì)的反應(yīng)物液滴噴射到火焰23中。如前面實(shí)施方案所述，液態(tài)反應(yīng)物燃燒產(chǎn)生的無(wú)定形煙塵25被收集在旋轉(zhuǎn)的心軸26上。
如圖4所示，燃燒器40包括一系列環(huán)繞霧化器41的同心通道。液態(tài)硅氧烷被輸送通過(guò)霧化器41。由通道43輸送如氮?dú)獾亩栊詺怏w、氧氣和氮?dú)獾幕旌衔铩⒒騼H有氧氣的氣流，利用此流動(dòng)氣體的動(dòng)能將液態(tài)原料霧化，形成液體噴射物42，液體噴射物42在燃燒器火焰23中轉(zhuǎn)化為煙塵反應(yīng)物顆粒。因此靠近燃燒器表面53和火焰23的區(qū)域可用作轉(zhuǎn)化部位，將液體噴射物42轉(zhuǎn)化為煙塵反應(yīng)物顆粒。氧氣可經(jīng)通道45和46通入火焰23。惰性氣體，如氮、氬或氦經(jīng)通道44輸入，以抑制液態(tài)原料的反應(yīng)和煙塵在燃燒器表面53上的淀積。本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧或氧和惰性氣體的混合物用作霧化氣體時(shí)，經(jīng)通道44輸入惰性氣體可獲得更好的結(jié)果。氧氣與甲烷之類燃料的預(yù)混合物可經(jīng)過(guò)最外邊的通道47通入火焰。配有霧化注料器的燃燒器(例如圖4所示的實(shí)施方案)可產(chǎn)生寬的煙塵流，這樣可使以后制得的光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯區(qū)和包層區(qū)具有更高的同心性。
圖4所示的本發(fā)明優(yōu)選的霧化器40是一種氣動(dòng)霧化器。這種氣動(dòng)霧化器是利用流經(jīng)最內(nèi)層通道43的流動(dòng)氣流的動(dòng)能來(lái)霧化通過(guò)霧化器41的液體硅氧烷原料。使用高速氣體霧化該原料。產(chǎn)生的霧化液體噴射物42的速度為0.5-50.0米/秒。氣動(dòng)霧化器優(yōu)選使用如氮?dú)獾亩栊詺怏w。使用氮?dú)庾鳛闅鈩?dòng)氣體有助于覆蓋原料，使其與火焰中的氧隔開(kāi)并防止燃燒器結(jié)垢。
為降低霧化氣體速度和防止煙塵坯料的表面缺陷，最好選擇氧氣用于氣動(dòng)霧化器。以前認(rèn)為氧氣無(wú)助于防止液態(tài)原料完全汽化之前的燃燒。然而，本申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)使用氧氣作為霧化氣體能夠在轉(zhuǎn)化為煙塵之前更好地混合硅氧烷和氧。認(rèn)為使用這種霧化氣體能夠更快地加熱該液體，并有助于提供反應(yīng)所需的氧氣。因此，氧霧化氣體的速度可明顯降低，至少比氮?dú)忪F化氣體速度降低50％。氣體速度的降低減少了燃燒器火焰的湍流和煙塵坯料的缺陷。
還觀察到使用氧和氮的混合物作為霧化氣體可以降低霧化氣體的速度，減少坯料缺陷。例如，75％(體積)氧和25％(體積)氮的混合物作為霧化氣體能夠顯著降低霧化氣體速度，減少煙塵坯料缺陷。然而，與此實(shí)施例相比，僅使用氧提供了較低的霧化氣體速度。
當(dāng)本發(fā)明使用氣動(dòng)霧化器時(shí)，高速噴射氣體的配置應(yīng)使得在燃燒器和火焰中能有效地使硅氧烷霧化。
本發(fā)明中，雖然優(yōu)選的是使霧化器單元41與燃燒器40連成一體，但也可以使用與燃燒器分開(kāi)的氣動(dòng)霧化器，如附圖2和3中所示的霧化器21和31。
如圖1所示，該設(shè)備還可以有摻雜劑供應(yīng)罐16，其中裝有能通過(guò)氧化或火焰水解轉(zhuǎn)化為P2O5或金屬氧化物的化合物，該金屬氧化物的金屬組分選自元素周期表IA、IB、IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、IVB、VA和稀土族元素。這些氧化物摻雜劑可以和燃燒器中產(chǎn)生的二氧化硅結(jié)合，提供有摻雜的二氧化硅玻璃，隨后可形成光波導(dǎo)纖維。
提供二氧化硅玻璃摻雜劑的化合物可以從圖1的摻雜劑供應(yīng)罐16通入原料罐11。摻雜劑還可以經(jīng)過(guò)包括一個(gè)分開(kāi)的計(jì)量泵，或者還包括一個(gè)過(guò)濾器(圖中未示)的類似于含硅化合物輸送系統(tǒng)的系統(tǒng)從供應(yīng)罐16輸送到液體注料器15。
根據(jù)本發(fā)明，適宜使用的不含鹵素的含硅反應(yīng)化合物包括聚烷基硅氧烷，例如，六甲基二硅氧烷。適宜使用的聚烷基硅氧烷包括聚甲基環(huán)硅氧烷。而聚甲基環(huán)硅氧烷中適宜使用的是六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷、或它們的混合物。
待批美國(guó)專利申請(qǐng)08/574,961揭示，在常規(guī)二氧化硅制造方法中將八甲基環(huán)四聚硅氧烷用作硅氧烷原料，產(chǎn)生的問(wèn)題是這些硅氧烷原料易于聚合和形成凝膠。這種凝膠會(huì)阻塞和阻礙原料蒸發(fā)器和汽化原料輸送系統(tǒng)。
如下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1-用注射器將液體反應(yīng)物注射到火焰中來(lái)制造煙塵用裝有0.01英寸直徑針頭的注射器將八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)的液流注射到裝有玻璃棒的車床的燃燒器火焰中。將生成的含有SiO2的多孔煙塵顆粒收集在直徑為1英寸的旋轉(zhuǎn)玻璃棒上。這方法表明燃燒液態(tài)硅氧烷原料獲得SiO2的可行性。
實(shí)施例2-將超聲換能器霧化器用作注料器制造煙塵用沿燃燒器中心線插入的Vibra-Cell20-khz超聲換能器霧化器(購(gòu)自Sonics&Materials，Inc.，Danbury，CT)將液態(tài)八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)輸送至燃燒器。霧化器周圍有兩個(gè)氧氣進(jìn)料內(nèi)環(huán)和一個(gè)CH4/O2預(yù)混物進(jìn)料外環(huán)。使用如下的流速八甲基環(huán)四聚硅氧烷(OMCTS)，11克/分；氧氣，10標(biāo)準(zhǔn)升/分(SLPM)；預(yù)混物，10標(biāo)準(zhǔn)升/分的CH4和8.4標(biāo)準(zhǔn)升/分的O2。
連續(xù)燃燒約10分鐘。心軸上收集到良好的SiO2煙塵淀積物，這進(jìn)一步表明用以小液滴形式噴入燃燒器火焰的硅氧烷原料制取SiO2的實(shí)際可行性。
實(shí)施例3-用霧化燃燒器制造煙塵如圖4所示制造霧化燃燒器。試驗(yàn)了以下各種尺寸的霧化器41和周圍通道霧化器41的內(nèi)徑0.007-0.015英寸通道43的內(nèi)徑0.036-0.050英寸通道43的外徑0.048-0.063英寸用內(nèi)徑為0.015英寸的霧化器41由八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)制造煙塵顆粒，歷時(shí)65分鐘。流速如下通過(guò)通道46的預(yù)混物10標(biāo)準(zhǔn)升/分的CH4和8標(biāo)準(zhǔn)升/分的O2。
通過(guò)通道44和45的O226標(biāo)準(zhǔn)升/分。
通過(guò)通道43的氮?dú)?.6標(biāo)準(zhǔn)升/分。
通過(guò)霧化器41的八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)前5分鐘為6毫升/分，后60分鐘為10毫升/分。
靶子或餌棒(直徑為1英寸的玻璃棒)的轉(zhuǎn)速為1-5轉(zhuǎn)/秒，往返移動(dòng)速度約為15米/分。燃燒器與餌棒接受體表面的距離約為6.5英寸。
反應(yīng)物八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)得到完全燃燒。在65分鐘淀積期內(nèi)，靶子重量增加247克(3.8克/分)。然后在爐中使煙塵玻璃化，產(chǎn)生透明且無(wú)可見(jiàn)缺陷的玻璃。
出于解釋的目的，已對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解這些細(xì)節(jié)只起到解釋的作用，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可以對(duì)此作各種變化，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明的范圍由如下權(quán)利要求書(shū)確定。
權(quán)利要求
1.一種制造二氧化硅的方法，該方法包括如下步驟a)將液體硅氧烷原料以液體形式輸送到轉(zhuǎn)化部位；b)用含氧氣體輸送硅氧烷原料，在靠近轉(zhuǎn)化部位處使所述的液體硅氧烷原料霧化；c)使所述霧化的硅氧烷原料轉(zhuǎn)化成二氧化硅。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述硅氧烷是八甲基環(huán)四硅氧烷。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的霧化氣體還包括氮?dú)狻?br> 4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述霧化氣體主要由氧和氮組成。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的霧化氣體含有至少約50體積％的氧。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的方法還包括用P2O5和含有選自元素周期表中IA、IB、IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、IVB、VA或稀土族的金屬組分的金屬氧化物之中至少一種物質(zhì)摻雜所述二氧化硅的步驟。
7.一種制造二氧化硅預(yù)制品的方法，該方法包括下列步驟a)以液體形式將液體硅氧烷原料輸送到轉(zhuǎn)化部位；b)用含氧氣體輸送硅氧烷原料，在靠近轉(zhuǎn)化部位處使所述的液體硅氧烷原料霧化；c)使所述的霧化硅氧烷原料轉(zhuǎn)化為二氧化硅。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的硅氧烷是八甲基環(huán)四硅氧烷。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的霧化氣體還包括氮?dú)狻?br> 10.權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的霧化氣體主要由氧和氮組成。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征主要所述的霧化氣體含有至少約50％體積的氧。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的方法還包括用P2O5和含有選自元素周期表中IA、IB、IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、IVB、VA或稀土族的金屬組分的金屬氧化物之中至少一種物質(zhì)摻雜所述二氧化硅的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造二氧化硅的方法。提供能通過(guò)熱氧化分解轉(zhuǎn)化為SiO
文檔編號(hào)B01J19/26GK1265082SQ98807654
公開(kāi)日2000年8月30日 申請(qǐng)日期1998年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月30日
發(fā)明者J·L·布萊克韋爾, 富曉東, D·W·豪特, D·R·鮑爾斯 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司