Herstellung sehr reiner Kieselgläser durch Sintern submikroskopischer Glasteilchen

Abstract

Für eine Reihe von Anwendungen zeichnet sich ein Markt für hochreine Kieselgläser ab, die auf konventionelle Weise nicht mehr hergestellt werden können. Auf der anderen Seite gibt es Verfahren (z.B. bei Lichtleitfasern), die zwar die Herstellung von Gläsern höchster Reinheit im technischen Maßstab ermöglichen, aber auf Grund der relativ geringen Abscheideraten sehr teuer sind. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, diese Lücke zwischen den konventionellen Schmelzverfahren und den Lichtleitfaser- herstellungsverfahren zu schließen und ein neues, kostengünstiges Verfahren vorzustellen, das die Herstellung von Kieselglas höchstmöglicher Reinheit ermöglicht. Der Grundgedanke bei dem neuen Verfahren ist, die Vorteile der guten Reinigungsmöglichkeiten von offenporigen Formkörpern aus submikroskopischen Kieselglasteilchen auszunutzen. Dies ist von verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Lichtleitfasern bekannt. Die Nachteile der geringen Abschei- deraten bei diesen Verfahren werden durch die Trennung von Materialdarstellung und Formgebung überwunden. Dadurch gelingt ein entscheidender Schritt in Richtung Wirtschaftlichkeit. Zur Formgebung des submikroskopischen Ausgangsmaterials bieten sich die aus der keramischen Technologie zur Herstellung von Stäben und Rohren bekannten Verfahren an. Da aber in der Feinkeramik, bedingt durch die begrenzten Mahlmöglichkeiten, nur Teilchengrößen des Ausgangsmateriales bis herab zu etwa 1 ]im eingesetzt werden, ist die bekannte Technologie nicht ohne weiteres auf die hier vorliegenden, submikroskopischen Glasteilchen zu übertragen. Hier liegt ein wesentlicher Teil der Problematik. Bei den folgenden Prozeßschritten, dem Trocknen und Sintern,treten ebenfalls neue Schwierigkeiten auf Grund der geringen Teilchengröße auf, die es zu überwinden gilt und auf die anschließend in dieser Arbeit eingegangen wird.