JPS5832037A - 添加物含有ガラスの製造方法 - Google Patents
添加物含有ガラスの製造方法Info
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- JPS5832037A JPS5832037A JP12597681A JP12597681A JPS5832037A JP S5832037 A JPS5832037 A JP S5832037A JP 12597681 A JP12597681 A JP 12597681A JP 12597681 A JP12597681 A JP 12597681A JP S5832037 A JPS5832037 A JP S5832037A
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- Japan
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- glass
- fine particles
- particles
- sintering
- nitrogen
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (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】
本発明は高密度で透光性の秀れた添加物含有ガラスの製
造方法に関する。
造方法に関する。
一般にガラスの物性２例えば屈折率や透光性などの光学
特性あるいは熱膨張係数などを変えるためガラス成分に
添加物を配合することが行なわれる。ところが微粒子ガ
ラスを焼結することにより熔融ガラス体を造る場合添加
物の種類によっては該添加物をガラス成分中に含有させ
た為に軟化点が上昇し、このためガラス微粒子の焼結が
困難になり熔融した透明ガラス体を得られない場合があ
る。例えば窒素含有石英ガラスについては従前次のよう
なＵＳＰ ４２０３７４４にみられるような製造方法が
知られている。この方法は、先づ第１図に示すように８
１０２の微粒子状の石英ガラス１又は多孔質ガラスを造
り、次にこれをＮＨ，含有雰囲気中で処理した後これを
焼結して窒素をドープした石英ガラス３を得る方法であ
る。ところがこの方法では窒素含有量の多い透光性のあ
るガラス体を得ることができなかった。
特性あるいは熱膨張係数などを変えるためガラス成分に
添加物を配合することが行なわれる。ところが微粒子ガ
ラスを焼結することにより熔融ガラス体を造る場合添加
物の種類によっては該添加物をガラス成分中に含有させ
た為に軟化点が上昇し、このためガラス微粒子の焼結が
困難になり熔融した透明ガラス体を得られない場合があ
る。例えば窒素含有石英ガラスについては従前次のよう
なＵＳＰ ４２０３７４４にみられるような製造方法が
知られている。この方法は、先づ第１図に示すように８
１０２の微粒子状の石英ガラス１又は多孔質ガラスを造
り、次にこれをＮＨ，含有雰囲気中で処理した後これを
焼結して窒素をドープした石英ガラス３を得る方法であ
る。ところがこの方法では窒素含有量の多い透光性のあ
るガラス体を得ることができなかった。
本発明は上記欠点を解消し、比較的窒素含有量の多い、
かつ透光性のあるガラスを提供するものであって、その
構成は、内部よりも低粘性であるガラス微粒子集合体を
形成した後に、該微粒子集合体を焼結することを特徴と
する特 以下に本発明を実施例と共に詳細に説明する。
かつ透光性のあるガラスを提供するものであって、その
構成は、内部よりも低粘性であるガラス微粒子集合体を
形成した後に、該微粒子集合体を焼結することを特徴と
する特 以下に本発明を実施例と共に詳細に説明する。
本発明はガラス微粒子の内部と外表面層との粘性を変え
、ガラス微粒子内部の粘度を高くし、外表面層の粘度を
低くすることを基本とする。
、ガラス微粒子内部の粘度を高くし、外表面層の粘度を
低くすることを基本とする。
添加物を含有させた時に、その粘性が高くなり、このた
め、粘性流動により支配される焼結が進まなくなる場合
、本発明では、添加物を含有した超微粒子を合成し、こ
の微粒子表面層の添加物量を減少させることにより、又
は添加物を含有した超微粒子の表面層上に、添加物の少
ない層を合成することにより微粒子表面を低粘性状態と
し、この物性により焼結を進める。出発材料のガラス微
粒子としては、透過させる光の波長よりも小さ々ガラス
微粒子を用いる。例えば可視光が対象であれば、約０．
５μｍ径以下が望ましい。
め、粘性流動により支配される焼結が進まなくなる場合
、本発明では、添加物を含有した超微粒子を合成し、こ
の微粒子表面層の添加物量を減少させることにより、又
は添加物を含有した超微粒子の表面層上に、添加物の少
ない層を合成することにより微粒子表面を低粘性状態と
し、この物性により焼結を進める。出発材料のガラス微
粒子としては、透過させる光の波長よりも小さ々ガラス
微粒子を用いる。例えば可視光が対象であれば、約０．
５μｍ径以下が望ましい。
本発明により窒素含有石英ガラスを製造する場合、第２
図に示すように先づ窒化硅素Ｓ ｌ ２Ｎ、の微粒子１
０を造り、該微粒子１０の外表面に二酸化硅素ＳｉＯ□
の外表面層１１を形成し、これを焼結して窒素含有石英
ガラス１２を製造する。
図に示すように先づ窒化硅素Ｓ ｌ ２Ｎ、の微粒子１
０を造り、該微粒子１０の外表面に二酸化硅素ＳｉＯ□
の外表面層１１を形成し、これを焼結して窒素含有石英
ガラス１２を製造する。
ありかつ分子の小さなガス例えばＨｅガス等を用いると
、これらのガスはガラス中に容易に拡散し、又、ガラス
中に溶解し易いため気泡として残らず、従って残留気泡
の一層少ないものが得られる。
、これらのガスはガラス中に容易に拡散し、又、ガラス
中に溶解し易いため気泡として残らず、従って残留気泡
の一層少ないものが得られる。
次に内部が高粘性であり、外表面層が低粘性の構成を有
する微粒子を造るには次の２種類の方法がある。第１の
方法は高粘性を有する微粒子を出発材料とし、この微粒
子表面層の組成ないし成分を反応処理して低粘性のもの
に変化させる方法である。例えば出発材料として気相合
成法などで得られる窒化硅素微粒子Ｓｉ、Ｈ，を用い、
この粒子表面を酸化処理して二酸化硅素５Ｉ０２の表面
層を形成する。この場合、急激な酸化処理は好ましくな
い。粒子が小さい場合窒化物の微粒子は酸化され易く不
安定なため急激に酸化すると局所的に粒子全体が酸化物
のシリカＳＩＯ□となり残留窒素が急激に減少するから
である。酸化処理の温度範囲としては７００℃〜１２０
ｃｌが好ましい。この範囲を超えると酸化した微粒子が
焼結し始め均一な酸化を妨げる。上記微粒子を造る第２
の方法は高粘性を有する微粒子表面上に低粘性の膜をコ
ーティングする方法である。
する微粒子を造るには次の２種類の方法がある。第１の
方法は高粘性を有する微粒子を出発材料とし、この微粒
子表面層の組成ないし成分を反応処理して低粘性のもの
に変化させる方法である。例えば出発材料として気相合
成法などで得られる窒化硅素微粒子Ｓｉ、Ｈ，を用い、
この粒子表面を酸化処理して二酸化硅素５Ｉ０２の表面
層を形成する。この場合、急激な酸化処理は好ましくな
い。粒子が小さい場合窒化物の微粒子は酸化され易く不
安定なため急激に酸化すると局所的に粒子全体が酸化物
のシリカＳＩＯ□となり残留窒素が急激に減少するから
である。酸化処理の温度範囲としては７００℃〜１２０
ｃｌが好ましい。この範囲を超えると酸化した微粒子が
焼結し始め均一な酸化を妨げる。上記微粒子を造る第２
の方法は高粘性を有する微粒子表面上に低粘性の膜をコ
ーティングする方法である。
即ち、粘性の高い物質で核を形成し、この核の表面に低
粘性の物質を成長させるように気相反応系の原料１反応
条件を構成する。例えば５ｉＯ２−８２０、系ガラスを
得る場合、原料として５ｔｃｚ、。
粘性の物質を成長させるように気相反応系の原料１反応
条件を構成する。例えば５ｉＯ２−８２０、系ガラスを
得る場合、原料として５ｔｃｚ、。
ＢＢｒ３ 、０２ を用い、まず最初に約１２００℃以
上の反応温度下で５ＩＣｔ、 、 ０２ を供給し５
ＩＣ４，→５ＩＯ２の均一気相反応を進めてガラス微粒
子の核を生成させ、引き続きＢ Ｂ ｒ−、を供給し、
ＢＢｒ、−＋Ｂ２０．の反応を進めて上記８１０２の表
面に３２０．の膜を形成する。
上の反応温度下で５ＩＣｔ、 、 ０２ を供給し５
ＩＣ４，→５ＩＯ２の均一気相反応を進めてガラス微粒
子の核を生成させ、引き続きＢ Ｂ ｒ−、を供給し、
ＢＢｒ、−＋Ｂ２０．の反応を進めて上記８１０２の表
面に３２０．の膜を形成する。
次に微粒子を集合して焼結するには次のような方法によ
ればよい。第１の方法は、高粘性の微粒子１０を出発拐
料とし、この微粒子の表面に前述したような表面処理反
応又は低粘性膜のコーティングにより低粘性の表面層１
１を形成し、その後この表面層を有する微粒子を集合さ
せた後に焼結する（第３図（−）参照）。第２の方法は
、第１の方法と同様に表面層を有する微粒子を形成した
後、熱間静圧成形などにより微粒子集合体を成形すると
同時に焼結する（第３図（ｂ） か照）。第３の方法は
予め静圧成形などにより微粒子集合体を形成した後、前
述したような表面処理反応又は低粘性膜のコーティング
により個々の粒子表面に低粘性の表面層を形成し、これ
を焼結する（第３図（ｃ）参照）。
ればよい。第１の方法は、高粘性の微粒子１０を出発拐
料とし、この微粒子の表面に前述したような表面処理反
応又は低粘性膜のコーティングにより低粘性の表面層１
１を形成し、その後この表面層を有する微粒子を集合さ
せた後に焼結する（第３図（−）参照）。第２の方法は
、第１の方法と同様に表面層を有する微粒子を形成した
後、熱間静圧成形などにより微粒子集合体を成形すると
同時に焼結する（第３図（ｂ） か照）。第３の方法は
予め静圧成形などにより微粒子集合体を形成した後、前
述したような表面処理反応又は低粘性膜のコーティング
により個々の粒子表面に低粘性の表面層を形成し、これ
を焼結する（第３図（ｃ）参照）。
次に本発明の実施例を示す。
実施例１
出発材料として、５ｉＣｔｌｌとＮＨ，とを高周波プラ
ズマ火炎中の高温帯にて反応させた後急冷し、補集して
得た微粒千秋窒化硅素を用意し７た。この粒子はほぼ球
状で約０．５μｍ程度の粒径を有する。この粒子の粉末
をベレット状（１５個φＸ１５＋ｎｍ）に加圧成形し、
この成形体を焼結炉内にセットした。
ズマ火炎中の高温帯にて反応させた後急冷し、補集して
得た微粒千秋窒化硅素を用意し７た。この粒子はほぼ球
状で約０．５μｍ程度の粒径を有する。この粒子の粉末
をベレット状（１５個φＸ１５＋ｎｍ）に加圧成形し、
この成形体を焼結炉内にセットした。
炉内温度を５００℃に保ち、Ｈｅ ガス１００ ｃ ｃ
／ｆｊ流した状態で、約１０時間保持した。この後、炉
内温度を９００℃に上昇させ、０２を５０ ｃｃ／分加
え、２時間保持した。引き続き０２ を停止し、Ｈｅ
を流したまま炉温を１６００℃に上昇させ、この状態で
３０分保持した後、約２時間かけて、試料を室温程度に
下げた。得られた試料は殆んど透明であり、窒素の含有
量が約５重量パーセントの窒素含有シリカガラスが得ら
れた。
／ｆｊ流した状態で、約１０時間保持した。この後、炉
内温度を９００℃に上昇させ、０２を５０ ｃｃ／分加
え、２時間保持した。引き続き０２ を停止し、Ｈｅ
を流したまま炉温を１６００℃に上昇させ、この状態で
３０分保持した後、約２時間かけて、試料を室温程度に
下げた。得られた試料は殆んど透明であり、窒素の含有
量が約５重量パーセントの窒素含有シリカガラスが得ら
れた。
以上、主に窒素含有石英ガラスを例にして本発明を説明
したが、本発明は上記のものに限らず、硅素以外の窒化
物例えばＢＮ 、 ＴＩ 、Ｎ、 、 ＡｔＮなどにつ
いても適用でき、また更に窒化物以外の化合物について
も適用できる。例えば出発材料として酸化物の微粒子を
用い該酸化物微粒子の表面にドーパントを含む低粘性の
表面層を気相反応にて形成し、これを焼結することによ
りドーパント含有量の大きな透光性の秀れたガラスを容
易に製造することができる。また本発明はその他の複合
材料にも適用することができる。
したが、本発明は上記のものに限らず、硅素以外の窒化
物例えばＢＮ 、 ＴＩ 、Ｎ、 、 ＡｔＮなどにつ
いても適用でき、また更に窒化物以外の化合物について
も適用できる。例えば出発材料として酸化物の微粒子を
用い該酸化物微粒子の表面にドーパントを含む低粘性の
表面層を気相反応にて形成し、これを焼結することによ
りドーパント含有量の大きな透光性の秀れたガラスを容
易に製造することができる。また本発明はその他の複合
材料にも適用することができる。
第１図は従来の製造方法の説明図、第２図は本発明の製
造原理を示す説明図、第３図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は本発
明の製造手順の概略を示す説明図である。図面中、１・
・・Ｓ ｒ ０２微粒子、２・・・窒化硅素の表面層、
３・・窒素ドープした石英ガラス、１０・・・微粒子、
１２・・・焼結体である。 特許出願人 日本電信電話公社 住友電気工業株式会社
造原理を示す説明図、第３図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は本発
明の製造手順の概略を示す説明図である。図面中、１・
・・Ｓ ｒ ０２微粒子、２・・・窒化硅素の表面層、
３・・窒素ドープした石英ガラス、１０・・・微粒子、
１２・・・焼結体である。 特許出願人 日本電信電話公社 住友電気工業株式会社
Claims (3)
- （１）外表面層が内部よりも低粘性であるガラス微粒子
集合体を形成した後に該微粒子の集合体を焼結すること
を特徴とする添加物含有ガラスの製造方法。 - （２）前記ガラス微粒子の内部が窒化硅素であり、外表
面層が二酸化硅素であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の添加物含有ガラスの製造方法。 - （３）前記ガラス微粒子の直径が０．５μｍ以下の超微
粒子であることを特徴とする第１項又は第２項記載の添
加物含有ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12597681A JPS5832037A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 添加物含有ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12597681A JPS5832037A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 添加物含有ガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832037A true JPS5832037A (ja) | 1983-02-24 |
| JPS6346015B2 JPS6346015B2 (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=14923642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12597681A Granted JPS5832037A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | 添加物含有ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832037A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042244A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶引上用ルツボ |
| JPS6265949A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-25 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2525538Y2 (ja) * | 1990-03-02 | 1997-02-12 | 三菱鉛筆株式会社 | 液体塗布具 |
| JP2525539Y2 (ja) * | 1990-03-02 | 1997-02-12 | 三菱鉛筆株式会社 | 液体塗布具 |
-
1981
- 1981-08-13 JP JP12597681A patent/JPS5832037A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042244A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶引上用ルツボ |
| JPH0135780B2 (ja) * | 1983-08-12 | 1989-07-27 | Toshiba Ceramics Co | |
| JPS6265949A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-25 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6346015B2 (ja) | 1988-09-13 |
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