專利名稱:光纖用高純玻璃預(yù)制件的生產(chǎn)方法
本發(fā)明是關(guān)于一種光纖用高純玻璃預(yù)制件的生產(chǎn)方法，確切地說，本發(fā)明涉及到用外汽相沉積法(下文中簡稱“OVD”法)來生產(chǎn)光纖用玻璃預(yù)制件的一種改進方法。
所謂“OVD”法是生產(chǎn)玻璃預(yù)制件通常采用的方法之一(參見日本專利(公開)公報(未審查)No.73522/1973/和No.18909/1974)?！癘VD”法包括在氧化火焰中氧化SiCl4這類玻璃原料，形成例如SiO2的細玻璃粉末;在籽棒(例如一個預(yù)先安裝好的玻璃芯棒，即一個在玻璃預(yù)制件燒結(jié)之前或之后可去掉的支撐棒等)上按預(yù)計的量沉積上細玻璃粉，形成一個玻璃粉粒的沉積棒，然后在適當氣氛下燒結(jié)此沉積棒而得到光纖用的透明的熔融玻璃預(yù)制件。按照通常的“OVD”法，一般可以用相當高的產(chǎn)率生產(chǎn)高純玻璃預(yù)制件，同時因為沉積和燒結(jié)是分開進行的，所以玻璃預(yù)制件的干燥和/或添加劑的加入都能夠有效地進行。
可是，通常采用的“OVD”法存在一些缺點，這就是，在沉積過程中如果沉積棒的表面溫度較低時，雖可提高細玻璃粉的沉積量，但沉積棒會趨于開裂;如果沉積表面溫度過高，雖然沉積棒不會開裂，但沉積量將要減少。
本發(fā)明的目的之一是提供一種改進的“OVD”法，從而彌補通常采用的“OVD”法的不足。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進的“OVD”法，用這種方法能生產(chǎn)既不開裂，沉積量又高的光纖用高純玻璃預(yù)制件。
上述發(fā)明目的和其它目的可通過此種改進的“OVD”法達到，本發(fā)明中的方法包括從第一個噴燈噴出氣體玻璃原料和燃料氣體形成細玻璃粉末，此種玻璃粉末在籽棒上沉積成粉塵沉積棒，但在該沉積溫度下所形成的粉塵沉積棒的體積密度要低;為了提高此種沉積棒的體積密度，采用第二個噴燈加熱該沉積棒，然后燒結(jié)它而得到透明的光纖玻璃預(yù)制件。
圖1表明實施本發(fā)明中方法的設(shè)備的實施方案;
圖2表明此粉塵沉積物的體積密度和該沉積棒的表面溫度之間的關(guān)系;
圖3中的曲線表明沉積量和比體積密度間的關(guān)系。
本發(fā)明將通過舉例方式對照附圖加以說明。
現(xiàn)在參看圖1，其中所示的是實施本發(fā)明方法時所用裝置的實施方案，通過一對噴燈31和32噴出玻璃原料和燃料氣體形成細玻璃粉，圍繞按箭頭指向轉(zhuǎn)動的籽棒1沉積成體積密度低的粉塵沉積棒21，這類噴燈可以是單個或更多。接著，將所形成的沉積棒用加熱噴燈41加熱。圖1中，將噴燈31、32和41按箭頭方向水平移動，沉積棒22的已成形部分則用噴燈41加熱，從而能調(diào)整它的體積密度。當這些噴燈的移動與箭頭指向相反時，可用噴燈42代替41加熱此沉積棒，當然，也可以用沉積棒的水平移動代替噴燈的移動。
沉積量取決于籽棒外徑的大小和沉積過程中沉積棒的表面溫度?？墒?，要測定沉積棒的表面溫度的絕對值是很困難的。現(xiàn)在，本發(fā)明人已經(jīng)找出了沉積棒的表面溫度和體積密度之間的對應(yīng)關(guān)系，如圖2所示，其中的粉塵沉積物是由SiO2組成。于是，此種粉塵沉積物的體積密度就可以作為該沉積棒表面溫度的第二個參數(shù)。
沉積率(η)隨比體積密度(ρ/ρ0)的變化關(guān)系示于圖3。ρ/ρ0是由SiCl4與含有氫、氧的燃料氣體反應(yīng)得到的粉塵沉積物的比體積密度(其中ρ0是理想的燒結(jié)玻璃的體積密度，ρ是沉積棒的體積密度)。從圖3可以看出，沉積率隨比體積密度增加而減少。當籽棒上沉積了比沉積密度約為0.1的細玻璃粉厚層時，沉積棒就易于開裂而且優(yōu)質(zhì)的粉塵沉積率減少。
本發(fā)明所用原料可以是任一種已知的玻璃原料，例如SiCl4、GeCl4等。
在本發(fā)明中所優(yōu)選的實施方案中，首先是形成一種比體積密度低到0.02～0.1的沉積棒，然后再將體積密度增加到0.15～0.5。為了增加沉積量，最好的比體積密度為0.1或低于0.1。但是當比體積密度變小至0.02時，則在隨后的加熱提高比體積密度過程中，會使體積密度不均勻或?qū)е鲁练e棒趨于開裂;在提高體積密度時，假如比體積密度大于0.5，此沉積棒在燒結(jié)過程中又將難于脫水或者容易使玻璃預(yù)制件含有氣泡。而當比體積密度低于0.15時，沉積棒在燒結(jié)中趨于開裂或者熱效降低。
用普通方法燒結(jié)按此法生產(chǎn)的沉積棒，以把它們轉(zhuǎn)變成透明的光纖玻璃預(yù)制件。
下面，用一些例子來詳細解釋本發(fā)明。
實施例1由氮氣作載氣載帶的玻璃原料和含有氫、氧、氮的燃料氣體，按照表1所示的噴射速度，從帶有四個同軸排列圓柱形噴嘴的組合噴燈中相應(yīng)的噴嘴，噴到一個外徑為10毫米純SiO2的籽棒周圍，在這樣的條件下，可生產(chǎn)比體積密度為0.1的細玻璃粉沉積棒。為了調(diào)整此沉積棒的體積密度，可在組合噴燈的兩邊各設(shè)置一個噴燈，而表2中所示的氣體就是由兩邊的噴燈燃燒，來加熱已形成的沉積棒使其體積密度增加到0.2。細玻璃粉沉積棒的平均沉積率為60%。所生產(chǎn)的沉積棒純度高，并且不開裂。
表1氣體 噴射速率(升/分鐘)SiCl40.5H24O24N42表2氣體 噴射速率(升/分鐘)H26O26N22比較例1用與實施例1相同的方式生產(chǎn)沉積棒，但是以表3所示的氣體噴射速率噴射玻璃原料和燃料氣體，不使用調(diào)整沉積體積密度的噴燈。當比體積密度約為0.2時，平均沉積率僅在45%左右。
表3氣體 噴射速率(升/分鐘)SiCl40.5H210O210N22
比較例2用與實施例1相同的方式生產(chǎn)沉積棒，但不使用調(diào)整沉積的體積密度的噴燈，當粉塵沉積棒的外徑達到70毫米時，終止供應(yīng)原料、氧氣和氫氣。沉積棒開裂。
雖則本發(fā)明已對照據(jù)信為最富實用性的實施例作了描述，但應(yīng)認識到，在不脫離本發(fā)明的精神的前提下，本發(fā)明還可以采用其它一些具體形式體現(xiàn)。因而，上述一些實施例無論如何只應(yīng)視作為解釋性的，而不應(yīng)視為受其中所公開的細節(jié)所限，但這些實施例是與所申請的權(quán)利要求
的全部保護范圍一致的，因而就能概括任何形式的和所有與之等價的方法。
權(quán)利要求
1.一種用外汽相沉積法生產(chǎn)光纖預(yù)制件的方法，該方法包括從第一種噴燈噴射氣狀玻璃原料和燃料氣體形成玻璃粉末，以在一種能使生成的粉塵沉積棒具有低比體積密度的溫度下于籽棒上形成沉積棒，接著用第二種噴燈加熱該沉積棒使粉塵沉積物的體積密度增加，然后燒結(jié)沉積棒而得到光纖的透明玻璃預(yù)制件。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，其中粉塵沉積的比體積密度范圍，加熱前為0.02～0.1;加熱后為0.15～0.5。
專利摘要
一種用外汽相沉積法生產(chǎn)光纖預(yù)制件的方法，該方法包括從第一種噴燈噴射氣狀玻璃原料和燃料氣體形成玻璃粉末，以在一種能使生成的粉塵沉積棒具有低比體積密度的溫度下在籽棒上形成沉積棒，接著用第二種噴燈加熱該沉積棒使粉塵沉積物的密度增加，然后燒結(jié)沉積棒而得到光纖的透明預(yù)制件，通過此種方法，可以在高的沉積率下生產(chǎn)出無裂紋的高純玻璃預(yù)制件。
文檔編號C03B37/018GK85101855SQ85101855
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者田中豪太郎, 金森弘雄, 水谷太 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan