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申请/专利权人：江苏鑫华半导体科技股份有限公司
摘要：本发明涉及半导体级的石英坩埚、石英砂或石英玻璃技术领域，具体涉及一种低成本高纯度合成石英砂的制备方法。本发明针对高纯合成石英砂正硅酸酯类等化合物原材料价格昂贵的主要挑战，使用廉价碱金属硅酸盐作为替代原材料大幅度降低高纯合成石英的成本。此外，对于设备简单可控的常温常压工艺，可以应用于大规模的工业生产中。主要包括以下步骤：首先，将碱金属硅酸盐用高纯水稀释，随后加入除杂剂除去杂质元素并通过离子交换去除钠离子；其次，将溶胶静置并老化获得湿凝胶；最后通过常温常压干燥、破碎以及高温焙烧获得高纯合成石英砂。
主权项：1.一种低成本高纯度合成石英砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将碱金属硅酸盐用35～55℃的高纯水进行稀释，直至完全溶解；其中，碱金属硅酸盐包括无水硅酸钠、五水硅酸钠和九水硅酸钠；步骤2，将除杂剂加入步骤1得到的碱金属硅酸盐稀释溶液中，充分搅拌并均匀混合，所述除杂剂包括CaO和CaOH2；步骤3，将步骤2中除杂后的溶胶进行过滤去除沉淀杂质，过滤网精度在0.1～1μm；步骤4，将步骤3所得溶胶通过强酸型阳离子交换柱除去钠离子，其中溶液流量在83～168Lmin；步骤5，将步骤4中的溶胶转入反应釜中，并在惰气气氛保护下保持搅拌；其中，搅拌速率为100～300rmin，搅拌温度为50～100℃，搅拌时间为3～12h；步骤6，搅拌结束后，静置0.5～2h等待溶胶变为凝胶，在惰气气氛保护下继续老化2～24h；老化温度为55～120℃；步骤7，将老化后的湿凝胶用高纯水浸泡2～12h并清洗1～3次；步骤8，将清洗后的湿凝胶在惰气气氛下进行干燥；步骤9，取出干凝胶并使用辊式破碎机将其粉碎，调整辊隙为0.1～1mm，通过筛网将目标粒径控制在200～500μm的范围内；步骤10，将破碎后的干凝胶放入高温回转炉中进行烧结得到高纯合成石英砂，其中，焙烧温度为800～1250℃，焙烧时间为6～48h。
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