本發(fā)明屬于光器件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全陶瓷波分復(fù)用器及其制備方法。

背景技術(shù)：

波分復(fù)用技術(shù)是將兩種或者多種不同波長的光載波信號（攜帶各種信息）在發(fā)送端經(jīng)復(fù)用器匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)；在接收端，經(jīng)解復(fù)用器將各種波長的光載波分離，然后由光接收機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號。這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術(shù)，稱為波分復(fù)用。

波分復(fù)用器被廣泛應(yīng)用于電信運營商、廣電、電力以及信息安全等領(lǐng)域，具有傳輸信號獨立透明，多路信號合波傳輸，節(jié)省光纖資源，安全可靠等特點，可幫助客戶組建一個長距離、無阻斷、高可靠、安全靈活、抗災(zāi)能力強(qiáng)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的波分復(fù)用器是采用高硼硅玻璃制成，由于玻璃易碎、生產(chǎn)精度不高，因此容易產(chǎn)生光束偏移，導(dǎo)致同芯度不佳，影響到器件的使用。另外，玻璃材料容易受到外圍冷熱影響產(chǎn)生膨脹變化，造成產(chǎn)品性能的不穩(wěn)定。

目前也有人想到要在波分復(fù)用器中使用陶瓷元器件來替換玻璃元器件，降低波分復(fù)用器的生產(chǎn)成本及使用壽命，但是受限于現(xiàn)有陶瓷插芯種類單一，只有圓形微孔的陶瓷插芯而沒有異形微孔的陶瓷插芯，導(dǎo)致波分復(fù)用器中的雙芯插芯反射件中所使用的陶瓷插芯也只能采用圓形內(nèi)孔的陶瓷插芯，圓形內(nèi)孔多芯陶瓷插芯定位不精準(zhǔn)，會對產(chǎn)品穩(wěn)定性造成較大影響。而玻璃材質(zhì)的波分復(fù)用器中，雙芯插芯反射件一般均是采用異形微孔結(jié)構(gòu)的玻璃毛細(xì)管，如雙芯玻璃毛細(xì)管的長方形內(nèi)孔，相較圓形內(nèi)孔，矩形內(nèi)孔可以更好實現(xiàn)兩根光纖與玻璃毛細(xì)管內(nèi)孔的匹配，光纖在玻璃毛細(xì)管的異形內(nèi)孔中的定位更精準(zhǔn)，可以更好滿足光器件對各項光學(xué)性能的要求，但是目前的異形內(nèi)孔玻璃插芯由于生產(chǎn)精度不高，也容易產(chǎn)生光束便宜，導(dǎo)致同心度不佳，并且玻璃材料容易受到外圍冷熱影響而產(chǎn)生膨脹變化，這些都會導(dǎo)致采用玻璃插芯的波分復(fù)用器性能不穩(wěn)定，因此，理論上，采用異形陶瓷插芯代替玻璃插芯是可以提高波分復(fù)用器的精度及穩(wěn)定性的。

但是目前陶瓷插芯中還沒有采用異形微孔結(jié)構(gòu)的陶瓷插芯。原因是因為目前圓形內(nèi)孔陶瓷插芯在加工時，需要經(jīng)過內(nèi)徑研磨及外徑研磨工藝來完成其最后加工，內(nèi)徑研磨工藝決定陶瓷插芯的內(nèi)徑精度及圓度，其外徑研磨工藝主要是通過內(nèi)孔定位、采用穿鋼絲的方式進(jìn)行外徑研磨，確保陶瓷插芯內(nèi)孔與外圓的同心度。而異形微孔陶瓷插芯內(nèi)孔無法進(jìn)行后續(xù)加工，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)孔尺寸精度、內(nèi)孔相對外圓位置度極難達(dá)到微米級，無法滿足光纖準(zhǔn)直器等光無源器件對毛細(xì)管與光纖的的極高匹配要求。

此外，由于目前用于制備陶瓷插芯的氧化鋯粉體熔點高達(dá)2715℃，軟化溫度高達(dá)2390～2500℃，粉體自身流動性較差，很難直接用于成型陶瓷插芯，因此，生產(chǎn)陶瓷插芯的廠家一般是在氧化鋯粉體中加入各種助劑，將其制成具有良好流動性及均勻性的陶瓷顆粒，然后進(jìn)行注射成型加工，但是由于目前氧化鋯陶瓷顆粒中氧化鋯粉體與各種有機(jī)助劑混合均勻程度差，并且部分有機(jī)助劑存在一定揮發(fā)性，導(dǎo)致成型的陶瓷插芯生坯在后續(xù)燒結(jié)過程中，不能均勻、穩(wěn)定的收縮，燒結(jié)后的陶瓷插芯生坯內(nèi)孔及外徑均發(fā)生很大變化，在不通過后續(xù)加工的情況下，其制備的陶瓷插芯尺寸精度、內(nèi)孔與外圓同心度或位置度等極難達(dá)到微米級的精度要求，但是異形微孔陶瓷插芯的內(nèi)孔目前是無法通過后續(xù)加工得到，導(dǎo)致目前現(xiàn)有的氧化鋯陶瓷顆粒不適合用于制備異形微孔陶瓷插芯。

因此，研發(fā)一種適合用于波分復(fù)用器中的異形微孔陶瓷插芯，并將其用于制備全陶瓷波分復(fù)用器是行業(yè)內(nèi)亟待解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要解決目前市面上還沒有全陶瓷波分復(fù)用器產(chǎn)品出現(xiàn)，其主要原因是目前市面上的雙芯陶瓷插芯內(nèi)孔均為圓形結(jié)構(gòu)，而光纖在圓形內(nèi)孔中的定位不如異形內(nèi)孔中的定位精準(zhǔn)，導(dǎo)致光纖插入損耗、回波損耗都大幅增加，無法生產(chǎn)出高精度的全陶瓷波分復(fù)用器的問題，提供一種全陶瓷波分復(fù)用器及其制備方法。本發(fā)明方法制得的全陶瓷波分復(fù)用器反射端插入損耗≤0.20db，透射端插入損耗≤0.35db，回波損耗≥50db。

本發(fā)明的一種全陶瓷波分復(fù)用器，具有套筒，套筒內(nèi)裝有單芯光纖準(zhǔn)直器和雙芯光纖反射件，所述波分復(fù)用器、單芯光纖準(zhǔn)直器及雙芯光纖反射件中所采用的套筒均是采用陶瓷材料制成，所述單芯光纖準(zhǔn)直器中采用的單芯插芯為圓形微孔陶瓷插芯，雙芯光纖反射件中所采用的雙芯插芯為異形微孔陶瓷插芯。

本發(fā)明的一種全陶瓷波分復(fù)用器的制備方法，依次由下述步驟組成：

（1）膜片粘接：把濾波片放在g透鏡平面上，在濾波片與g透鏡的結(jié)合處點一圈紫外膠，用紫外燈烘烤固化，所述紫外燈烘烤固化功率為1.5w/cm²；

（2）反射調(diào)試：將光纖插入異形微孔陶瓷插芯中，在異形微孔陶瓷插芯外壁點一圈353膠，將陶瓷套筒與異形微孔陶瓷插芯粘結(jié)一體，加熱固化，然后通過調(diào)試設(shè)備把帶套筒的異形微孔陶瓷插芯和粘接好的g透鏡、濾波片進(jìn)行調(diào)試，將光纖插入損耗調(diào)至0.20db以下，在g透鏡和異形微孔陶瓷插芯的接觸面點一圈紫外膠，用紫外燈烘烤固化，所述紫外燈烘烤固化功率為1.5w/cm²；

（3）透射調(diào)試：通過調(diào)試設(shè)備把雙芯光纖反射件和單芯光纖準(zhǔn)直器進(jìn)行調(diào)試，將光纖插入損耗調(diào)至0.30db以下，在雙芯光纖反射件和單芯光纖準(zhǔn)直器外穿陶瓷套筒，再次進(jìn)行調(diào)試，使透射損耗調(diào)至0.35db以下，在陶瓷套筒與雙芯光纖反射件和單芯光纖準(zhǔn)直器的結(jié)合處分別點紫外膠，再用紫外燈烘烤固化，紫外燈烘烤固化功率為1.5w/cm²，在光入射端做好標(biāo)記，即得。

本發(fā)明中所述異形微孔陶瓷插芯是由下述步驟制成：

a.制備氧化鋯顆粒：取釔穩(wěn)定納米氧化鋯粉體81～83重量份，經(jīng)120～150℃干燥3～5小時后投入混煉機(jī)中，同時投入熱塑性丙烯酸樹脂8～10重量份，攪拌均勻，預(yù)熱至150℃，再加入改性聚苯乙烯3～4重量份，硬脂酸1～2重量份，石蠟3～5重量份，攪拌30～40分鐘后成泥狀，在170～180℃下繼續(xù)混煉2小時至氧化鋯粉體與各種有機(jī)物完全混合均勻，再刮出進(jìn)入造粒機(jī)造粒，得到在180～200℃下仍具備良好流動性的直徑3～4mm，長度2～4mm的氧化鋯陶瓷顆粒；

b.準(zhǔn)備模具：將異形微孔陶瓷插芯成型組件安裝在異形微孔陶瓷插芯成型模具的模體內(nèi)，使成型芯針頭部精確插入芯針定位保護(hù)套的矩形內(nèi)孔中，插入深度為1～2mm；

c.注射成型：將步驟（1）制備好的氧化鋯陶瓷顆粒通過注射成型機(jī)，以30mm/s注射速度，在190～200℃溫度下注入成型模具中，通過施加40～60mpa壓力保型4～6秒，冷卻20～30s后，打開模具將陶瓷插芯生坯及澆道骨架一起取出，再將陶瓷插芯生坯沿根部從澆道骨架上掰下放置在氧化鋁缽具中；

d.生坯脫脂：將步驟（3）制得陶瓷插芯生坯取出放入脫脂爐中，以50℃/h速率快速升溫至100℃排出殘留水分；以8℃/h速率升溫至180℃，使低分子量、低熔點的石蠟及硬脂酸熱分解排出并形成開口氣孔；以3℃/h速率升溫至300℃，使丙烯酸樹脂熱分解排出；以4℃/h速率升溫至350℃，使改性聚苯乙烯分解排出；以30℃/h速率快速升溫至500℃并保溫1小時，將殘余的有機(jī)物全部排出；

e.生坯燒結(jié)：將脫脂后的陶瓷插芯生坯置于鐘罩爐中，以100℃/h速率升溫至800℃并保溫兩小時，以55℃/h速率升溫至1350℃并保溫兩小時，通過高溫下顆粒間的界面擴(kuò)散和體積擴(kuò)散實現(xiàn)顆粒的重排、物質(zhì)的遷移、氣孔的排出等過程，最終實現(xiàn)致密化燒結(jié)，完成燒結(jié)后的異形微孔陶瓷插芯生坯密度達(dá)到6.00～6.10g/cm³，內(nèi)孔尺寸公差在３μm以內(nèi)；

f.精密加工：將陶瓷插芯生坯進(jìn)行外徑粗加工，提高陶瓷插芯生坯的圓柱度，然后利用陶瓷插芯生坯兩端的頂針定位孔，使用頂針外徑研磨機(jī)研磨其外徑，使陶瓷插芯生坯內(nèi)孔與外圓的位置度達(dá)1μm以內(nèi)，最后通過立式平面研磨機(jī)將陶瓷插芯生坯兩端的頂針定位孔磨去即得到成品陶瓷插芯；

上述步驟b中所述的異形微孔陶瓷插芯成型模具，具有模體，模體上設(shè)有若干個陶瓷插芯成型組件，與每個陶瓷插芯成型組件內(nèi)部連通設(shè)有內(nèi)澆道，所述陶瓷插芯成型組件包括成型芯針、芯針導(dǎo)向鑲件、下模芯和芯針保護(hù)套，芯針導(dǎo)向鑲件和下模芯分別位于內(nèi)澆道兩側(cè)，下模芯底端裝有芯針保護(hù)套，成型芯針穿過芯針導(dǎo)向鑲件和下模芯，并將其頭端插入芯針保護(hù)套內(nèi)進(jìn)行定位；所述成型芯針的前端加工有一段與陶瓷插芯內(nèi)孔相匹配的矩形芯針，后端加工有一段與芯針導(dǎo)向鑲件內(nèi)孔相匹配的導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿與矩形芯針之間采用棱錐或圓錐結(jié)構(gòu)過渡，所述下模芯的內(nèi)徑加工為與陶瓷插芯外徑相匹配的圓筒形，下模芯的底端加工有與芯針保護(hù)套尾端相匹配的定位孔，芯針保護(hù)套的外徑與下模芯內(nèi)徑相匹配，芯針保護(hù)套頭端加工有圓形凸臺，圓形凸臺四周加工有“v”型凹槽，圓形凸臺中心加工有與矩形芯針相匹配的矩形內(nèi)孔；所述矩形芯針與陶瓷插芯內(nèi)孔尺寸公差控制在1μm以內(nèi)，矩形芯針頭部與芯針保護(hù)套內(nèi)孔的間隙控制在2μm以內(nèi)，下模芯內(nèi)徑與陶瓷插芯外徑尺寸公差控制在2μm以內(nèi)。

本發(fā)明中所述內(nèi)澆道是由一個主澆道和若干個副澆道構(gòu)成，副澆道呈輻射狀均布在主澆道四周，并與主澆道底部垂直連接，每個副澆道末端均設(shè)計為“y”型澆道，每個副澆道的“y”型澆道開口內(nèi)設(shè)有一個梭型的毛細(xì)管澆道，相鄰兩個副澆道的“y”型澆道之間也同樣設(shè)有一個梭型的毛細(xì)管澆道，毛細(xì)管澆道與下模芯和成型芯針組成的陶瓷插芯空腔相連通。

為方便取下陶瓷插芯生坯，本發(fā)明中所述下模芯頭端外徑上還加工有10-30°倒角。

本發(fā)明中所述釔穩(wěn)定納米氧化鋯粉體，是在氧化鋯粉體中添加質(zhì)量百分含量5.2-5.8%氧化釔，混合均勻后得到的，所述釔穩(wěn)定納米氧化鋯粉體的平均粒徑為0.1-0.2μm。

本發(fā)明中所述改性聚苯乙烯，是采用聚乙烯和聚苯乙烯按質(zhì)量比為1:1的比例共同混合均勻進(jìn)行改性得到的。改性后的聚苯乙烯與氧化鋯粉體相容性更好，且韌性、耐熱性、沖擊強(qiáng)度等更優(yōu)良。

本發(fā)明中所述熱塑性丙烯酸，其具有反復(fù)受熱軟化和冷卻凝固的特點，具備較好的柔韌

性，耐候性及耐水性。

本發(fā)明為了制備全陶瓷波分復(fù)用器，專門研究開發(fā)了異形微孔陶瓷插芯，本發(fā)明的異形微孔陶瓷插芯是采用專門的高精密成型模具，將成型芯針的頭端設(shè)計為矩形芯針結(jié)構(gòu)，并與待加工陶瓷插芯內(nèi)徑尺寸公差控制在1μm以內(nèi)，下模芯內(nèi)徑與陶瓷插芯外徑尺寸公差控制在2μm以內(nèi)，成型芯針與芯針定位套的高精度對接有效保證了陶瓷插芯內(nèi)孔與外圓的位置度；并通過芯針保護(hù)套頭端結(jié)構(gòu)及成型芯針結(jié)構(gòu)設(shè)計，使成型的陶瓷插芯生坯首尾兩端均具有頂針定位孔，內(nèi)孔一次成型為矩形結(jié)構(gòu)并將尺寸公差控制在3μm以內(nèi)，這樣免去了異形微孔陶瓷插芯內(nèi)徑加工及研磨工序，只需要對其進(jìn)行外徑加工即可，并且為了克服異形內(nèi)孔陶瓷插芯外徑無法加工的問題，在制作模具之初即在陶瓷插芯生坯首尾均設(shè)計有頂針定位孔，使陶瓷插芯生坯的外徑研磨可以通過頂針定位研磨機(jī)進(jìn)行加工，加工完成后將陶瓷插芯生坯兩端的頂針定位孔切除，并將其兩端頭研磨合格即得異形微孔陶瓷插芯。

本發(fā)明在異形微孔陶瓷插芯制備過程中，專門針對陶瓷插芯的后續(xù)加工特點，設(shè)計了氧化鋯陶瓷顆粒的配方及專用燒結(jié)工藝，本發(fā)明氧化鋯陶瓷顆粒中所采用的釔穩(wěn)定納米氧化鋯粉體，具有粉體超細(xì)、集中度高、無團(tuán)聚、形貌規(guī)則等特點，比普通氧化鋯粉體更適合使用注射成型工藝制備高精度的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的陶瓷產(chǎn)品；所采用的熱塑性丙烯酸樹脂，具有反復(fù)受熱軟化和冷卻凝固及較好的柔韌性，可以起到粘合作用；所采用的改性聚苯乙烯，具有與氧化鋯粉體良好的相容性，其分子量高、韌性好，主要作為陶瓷插芯成型體的骨架材料，所采用的硬脂酸主要是起到表面活性劑的作用，所采用的石蠟主要是起到潤滑及脫模作用。本發(fā)明制備的氧化鋯陶瓷顆粒，在后續(xù)燒結(jié)工藝中，可以保證陶瓷插芯外觀尺寸穩(wěn)定且均勻一致，因此免去了毛細(xì)管內(nèi)孔加工，同時其外徑加工也比較簡單。

當(dāng)然本發(fā)明中異形微孔陶瓷插芯制備時，也可以采用其他配方的氧化鋯陶瓷顆粒，只要能夠在燒結(jié)過程中實現(xiàn)尺寸穩(wěn)定、均勻變化，燒結(jié)完成后內(nèi)孔尺寸公差在微米級變化范圍之內(nèi)即可，所采用的模體澆道也可以是其他結(jié)構(gòu)形式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)陶瓷插芯注射成型要求即可。

本發(fā)明制得的異形微孔陶瓷插芯密度達(dá)到6.0～6.10g/cm³，與四方相氧化鋯陶瓷理論密度相符，硬度大于1200hv、抗彎強(qiáng)度大于1200mpa，均滿足《yd/t1198.1-2014光纖活動連接器插芯技術(shù)條件第1部分:陶瓷插芯》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

本發(fā)明在制備全陶瓷波分復(fù)用器過程中，改進(jìn)了其生產(chǎn)工藝，采用單芯陶瓷材料光纖準(zhǔn)直器，多芯陶瓷材料插芯，陶瓷套筒做原料，大大簡化了波分復(fù)用器的生產(chǎn)工藝，在制備雙芯陶瓷插芯時不容易發(fā)生產(chǎn)品崩口現(xiàn)象，并且點膠固化時采用紫外膠預(yù)固化，加熱老化的方式，可靠性高，由于環(huán)氧樹脂膠與陶瓷材料的膨脹系數(shù)基本一致，可以使粘結(jié)固化時間縮短到1個小時，而玻璃材料的固化時間則長達(dá)20小時，并且是采用梯度固化，在批量生產(chǎn)加工過程中，加工周期長，能耗大，成本高。

本發(fā)明制得的全陶瓷波分復(fù)用器透射插入損耗可以達(dá)到0.35db以下，而傳統(tǒng)的玻璃材質(zhì)波分復(fù)用器透射插入損耗一般要求達(dá)到0.50db以下。本發(fā)明的全陶瓷波分復(fù)用器在極端環(huán)境下插入損耗的變化量不超過±0.03db，全陶瓷波分復(fù)用器耐磨損，不易破碎，使用壽命長，適用于各種極端環(huán)境下，成本比傳統(tǒng)玻璃材質(zhì)波分復(fù)用器低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中全陶瓷波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的全陶瓷波分復(fù)用器制備工藝流程圖；

圖3是本發(fā)明模體中內(nèi)澆道及陶瓷插芯成型組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖（圖示狀態(tài)為注射成型后內(nèi)澆道及陶瓷插芯生坯示意圖，為便于理解，同時附有一套陶瓷插芯成型組件及一套陶瓷插芯成型組件與陶瓷插芯生坯的半剖視圖）；

圖4是圖3的半剖立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明陶瓷插芯成型組件的半剖視圖；

圖6是本發(fā)明陶瓷插芯生坯的半剖視圖；

圖7是本發(fā)明陶瓷插芯外徑研磨時頂針定位狀態(tài)示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例1制得的雙芯陶瓷插芯半剖視圖；

圖9是圖8的左視圖。

圖中，1—套筒，2—單芯光纖準(zhǔn)直器，3—雙芯光纖反射件，4—異形微孔陶瓷插芯，5—濾波片，6—g透鏡，7—光纖，8—模體，9—內(nèi)澆道，10—成型芯針，11—芯針導(dǎo)向鑲件，12—下模芯，13—芯針保護(hù)套，14—矩形芯針，15—導(dǎo)向桿，16—定位孔，17—圓形凸臺，18—“v”型凹槽，19—矩形內(nèi)孔，20—主澆道，21—副澆道，22—“y”型澆道，23—梭型毛細(xì)管澆道，24—陶瓷插芯空腔，25—陶瓷插芯生坯，26—倒角，27—陶瓷插芯外徑，28—頂針定位孔，29—頂針，30—陶瓷插芯內(nèi)孔，31—陶瓷插芯。

具體實施方式

實施例1

參見圖1、圖8、圖9，本實施例的一種全陶瓷波分復(fù)用器，具有套筒1，套筒1內(nèi)裝有單芯光纖準(zhǔn)直器2和雙芯光纖反射件3，所述波分復(fù)用器、單芯光纖準(zhǔn)直器2及雙芯光纖反射件3中所采用的套筒均是采用陶瓷材料制成，所述單芯光纖準(zhǔn)直器2中采用的單芯插芯為圓形微孔陶瓷插芯，雙芯光纖反射件3中所采用的雙芯插芯為異形微孔陶瓷插芯4。

參見圖1、圖2、圖8、圖9，本實施例的一種全陶瓷波分復(fù)用器的制備方法，依次由下述步驟組成：

（1）膜片粘接：把濾波片5放在g透鏡6的平面上，在濾波片5與g透鏡6的結(jié)合處點一圈紫外膠，用紫外燈烘烤固化，所述紫外燈烘烤固化功率為1.5w/cm²；

（2）反射調(diào)試：將光纖7插入異形微孔陶瓷插芯4中，在異形微孔陶瓷插芯外壁點一圈353環(huán)氧樹脂膠，將陶瓷套筒1與異形微孔陶瓷插芯4粘結(jié)一體，加熱固化，然后通過調(diào)試設(shè)備把帶套筒1的異形微孔陶瓷插芯4和粘接好的g透鏡6、濾波片5進(jìn)行調(diào)試，將光纖插入損耗調(diào)至0.20db以下，在g透鏡6和異形微孔陶瓷插芯4的接觸面點一圈紫外膠，用紫外燈烘烤固化，所述紫外燈烘烤固化功率為1.5w/cm²；

（3）透射調(diào)試：通過調(diào)試設(shè)備把雙芯光纖反射件3和單芯光纖準(zhǔn)直器2進(jìn)行調(diào)試，將光纖插入損耗調(diào)至0.30db以下，在雙芯光纖反射件3和單芯光纖準(zhǔn)直器2外穿陶瓷套筒1，再次進(jìn)行調(diào)試，使透射損耗調(diào)至0.35db以下，在陶瓷套筒1與雙芯光纖反射件3和單芯光纖準(zhǔn)直器2的結(jié)合處分別點紫外膠，再用紫外燈烘烤固化，紫外燈烘烤固化功率為1.5w/cm²，在光入射端做好標(biāo)記，即得。

參見圖3-圖9，本實施例中所述異形微孔陶瓷插芯是由下述步驟制成：

a.制備氧化鋯顆粒：取釔穩(wěn)定納米氧化鋯粉體82重量份，經(jīng)135℃干燥4小時后投入混煉機(jī)中，同時投入熱塑性丙烯酸樹脂9重量份，攪拌均勻，預(yù)熱至150℃，再加入改性聚苯乙烯3.5重量份，硬脂酸1.5重量份，石蠟4重量份，攪拌約35分鐘后成泥狀，在175℃下繼續(xù)混煉2小時至氧化鋯粉體與各種有機(jī)物完全混合均勻，再刮出進(jìn)入造粒機(jī)造粒，得到在180～200℃下仍具備良好流動性的直徑3～4mm，長度2～4mm的氧化鋯陶瓷顆粒；

b.準(zhǔn)備模具：將異形微孔陶瓷插芯成型組件安裝在異形微孔陶瓷插芯成型模具的模體8內(nèi)，使成型芯針10頭部精確插入芯針定位保護(hù)套11的矩形內(nèi)孔19中，插入深度為2mm；

c.注射成型：將步驟a制備好的氧化鋯陶瓷顆粒通過注射成型機(jī)，以30mm/s注射速度，在195℃溫度下注入成型模具中，通過施加50mpa壓力保型5秒，冷卻25s后，打開模具將陶瓷插芯生坯25及澆道骨架一起取出，再將陶瓷插芯生坯25沿根部從澆道骨架上掰下放置在氧化鋁缽具中；

d.生坯脫脂：將步驟c制得陶瓷插芯生坯25取出放入脫脂爐中，以50℃/h速率快速升溫至100℃排出殘留水分；以8℃/h速率升溫至180℃，使低分子量、低熔點組分的石蠟及硬脂酸熱分解排出并形成開口氣孔；以3℃/h速率升溫至300℃，使丙烯酸樹脂熱分解排出，較低的升溫速率有效避免了有機(jī)高分子材料熱分解導(dǎo)致的鼓泡等缺陷；以4℃/h速率升溫至350℃，高分子組分聚苯乙烯分解排出；以30℃/h速率快速升溫至500℃并保溫1小時，將殘余的有機(jī)物全部排出；

e.生坯燒結(jié)：將脫脂后的陶瓷插芯生坯25置于鐘罩爐中，以100℃/h速率升溫至800℃并保溫兩小時，以55℃/h速率升溫至1350℃并保溫兩小時，通過高溫下顆粒間的界面擴(kuò)散和體積擴(kuò)散實現(xiàn)顆粒的重排、物質(zhì)的遷移、氣孔的排出等過程，最終實現(xiàn)致密化燒結(jié)，完成燒結(jié)后的異形微孔陶瓷插芯生坯密度達(dá)到6.00～6.10g/cm³，內(nèi)孔尺寸公差在3μm以內(nèi)；

f.精密加工：將陶瓷插芯生坯25進(jìn)行陶瓷插芯外徑27粗加工（見圖6中外徑研磨界限），提高陶瓷插芯生坯25的圓柱度，然后利用陶瓷插芯生坯25兩端的頂針定位孔28，使用頂針外徑研磨機(jī)的頂針29頂住陶瓷插芯生坯進(jìn)行固定研磨其外徑，使陶瓷插芯生坯內(nèi)孔30與外圓的位置度達(dá)1μm以內(nèi)，最后通過立式平面研磨機(jī)將陶瓷插芯生坯25兩端的頂針定位孔28磨去即得到成品陶瓷插芯31。

參見圖3-圖7，上述步驟b中所述的異形微孔陶瓷插芯成型模具，具有模體8，模體上設(shè)有若干個陶瓷插芯成型組件，與每個陶瓷插芯成型組件內(nèi)部連通設(shè)有內(nèi)澆道9，所述陶瓷插芯成型組件包括成型芯針10、芯針導(dǎo)向鑲件11、下模芯12和芯針保護(hù)套13，芯針導(dǎo)向鑲件11和下模芯12分別位于內(nèi)澆道9兩側(cè)，下模芯12底端裝有芯針保護(hù)套13，成型芯針10穿過芯針導(dǎo)向鑲件11和下模芯12，并將其頭端插入芯針保護(hù)套13內(nèi)進(jìn)行定位；所述成型芯針10的前端加工有一段與陶瓷插芯內(nèi)孔相匹配的矩形芯針14（本實施例中矩形芯針的橫截面尺寸為0.336mm×0.168mm），后端加工有一段與芯針導(dǎo)向鑲件內(nèi)孔相匹配的導(dǎo)向桿15，導(dǎo)向桿15與矩形芯針14之間采用棱錐或圓錐結(jié)構(gòu)過渡（本實施例中是采用棱錐過渡），所述下模芯12的內(nèi)徑加工為與陶瓷插芯外徑相匹配的圓筒形，下模芯的底端加工有與芯針保護(hù)套13尾端相匹配的定位孔16，芯針保護(hù)套13的外徑與下模芯12內(nèi)徑相匹配，芯針保護(hù)套13頭端加工有圓形凸臺17，圓形凸臺17四周加工有“v”型凹槽18，圓形凸臺17中心加工有與矩形芯針14相匹配的矩形內(nèi)孔19；所述矩形芯針14與陶瓷插芯內(nèi)孔尺寸公差控制在1μm以內(nèi)，矩形芯針14頭部與芯針保護(hù)套13內(nèi)孔的間隙控制在2μm以內(nèi)，下模芯12內(nèi)徑與陶瓷插芯外徑尺寸公差控制在2μm以內(nèi)；

上述成型模具中所述內(nèi)澆道9是由一個主澆道20和若干個副澆道21構(gòu)成，本實施例中具體設(shè)有12個副澆道，副澆道21呈輻射狀均布在主澆道20四周，并與主澆道20底部垂直連接，每個副澆道21末端均設(shè)計為“y”型澆道22，每個副澆道21的“y”型澆道22開口內(nèi)設(shè)有一個梭型的毛細(xì)管澆道23，相鄰兩個副澆道21的“y”型澆道22之間也同樣設(shè)有一個梭型的毛細(xì)管澆道23，毛細(xì)管澆道23與下模芯12和成型芯針10組成的陶瓷插芯空腔24相連通。

為方便取下陶瓷插芯生坯25，本實施例中所述下模芯12頭端外徑上還加工有20°倒角26。

所述釔穩(wěn)定納米氧化鋯粉體，是在氧化鋯粉體中添加質(zhì)量百分含量5.2-5.8%氧化釔，混合均勻后得到的，所述釔穩(wěn)定納米氧化鋯粉體的平均粒徑為0.1-0.2μm。

所述改性聚苯乙烯，是采用聚乙烯和聚苯乙烯按質(zhì)量比為1:1的比例共同混合均勻進(jìn)行改性得到的。改性后的聚苯乙烯與氧化鋯粉體相容性更好，且韌性、耐熱性、沖擊強(qiáng)度等更優(yōu)良。

本實施例制得的陶瓷插芯，其密度達(dá)到6.00～6.10g/cm³，內(nèi)孔尺寸公差在３μm以內(nèi)，內(nèi)孔與外圓的位置度達(dá)1μm以內(nèi)，符合《yd/t1198.1-2014光纖活動連接器插芯技術(shù)條件第1部分:陶瓷插芯》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求及光無源器件標(biāo)準(zhǔn)gr1209/1221相關(guān)要求。

采用本實施例制得的雙芯陶瓷插芯制得的全陶瓷波分復(fù)用器，反射端插入損耗≤0.20db，透射端插入損耗≤0.35db，回波損耗≥50db。

上述實施例僅僅是用于詳細(xì)解釋本發(fā)明的制備方法，并不以任何形式限制本發(fā)明，任何人依據(jù)本發(fā)明的原理制備異形微孔陶瓷插芯，均可認(rèn)為是落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。