是實(shí)現(xiàn)難度最大的環(huán)節(jié)，本發(fā)明用事先制備好的二氧化硅微粉12直接玻璃化得到透明的石英玻璃套管，省去了制造二氧化硅粉塵堆積體的步驟，大幅降低了制造光纖預(yù)制棒用石英套管的技術(shù)難度。
[0054]2合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造二氧化硅粉塵堆積體時，由四氯化硅或硅氧烷等含硅物質(zhì)反應(yīng)后生成的二氧化硅微粉收集率一般約為60%，同時為處理未被收集的粉塵，需要額外投入處理成本。本發(fā)明提出的方法所用二氧化硅微粉同樣可由四氯化硅或硅氧烷等含硅物質(zhì)反應(yīng)后生成，由于不需成型，現(xiàn)有技術(shù)較容易實(shí)現(xiàn)對微粉的100%收集，降低了材料成本和廢處理成本。
[0055]3合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，對二氧化硅粉塵堆積體進(jìn)行脫水和玻璃化的環(huán)節(jié)決定著石英套管的光學(xué)性能，脫水和玻璃化一般在兩臺設(shè)備上完成，或在一臺設(shè)備中緩慢進(jìn)行，該過程生產(chǎn)效率較低，占用了整個制造流程的較多時間。本專利對二氧化硅粉塵進(jìn)行脫水和玻璃化的過程同步進(jìn)行，工藝流程更簡單。
[0056]4無論合成法還是用石英砂制造光纖預(yù)制棒用石英套管，在制成石英玻璃后，均需對石英制品進(jìn)行大量的加工，而本專利中所提出的方法，用兩根高純薄壁石英管嵌套組裝成磨具，生產(chǎn)結(jié)束后這兩根高純石英管成為產(chǎn)品的一部分，作為石英套管的內(nèi)外表面，其形狀規(guī)則，不需要或只需少量加工即可，這顯著簡化了光纖預(yù)制棒用石英套管制造工藝。
[0057]5合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，為得到大直徑石英套管，制造出的二氧化硅粉塵堆積體密度較大，這導(dǎo)致對其進(jìn)行脫水和玻璃化的難度較大，難以得到羥基含量極低的石英套管。在用石英砂制造光纖預(yù)制棒用石英套管時，因石英砂內(nèi)部雜質(zhì)難以完全去除，制造出高品質(zhì)石英套管的難度更大。而本專利方法中，石英微粉在充分分散狀態(tài)下被脫水，然后立即被玻璃化，很容易制成羥基和金屬雜質(zhì)含量低的石英套管。
[0058]6合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造的粉塵堆積體的長度決定了石英套管的長度，而為保證粉塵堆積體的直線度，難以制造太長石英套管。用石英砂制造石英套管時，因制造的石英砣尺寸限制，同樣難以制造太長的石英套管。本專利中，石英套管向一個方向生長，只要使用的兩根薄壁石英管足夠長，則較容易制造超長石英套管。
[0059]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備低羥基石英套管的裝置，其包括料斗、玻璃化爐、脫水爐，其特征在于:其還包括內(nèi)石英管、外石英管，所述料斗內(nèi)裝有二氧化硅微粉，所述料斗為封閉容器，所述料斗設(shè)置有進(jìn)料口，所述料斗的底部設(shè)置有出料口，所述內(nèi)石英管位于所述外石英管的內(nèi)腔，所述內(nèi)石英管的中心軸線盒所述外石英管的中心軸線互相重合，所述內(nèi)石英管的外壁和所述外石英管的內(nèi)壁間形成環(huán)形腔體，所述內(nèi)石英管、外石英管的底端面封裝有石英隔板，所述外石英管的上端連接有上尾管，所述上尾管的下端環(huán)面、外石英管的上端環(huán)面間無縫焊接，所述內(nèi)石英管的上端環(huán)面蓋裝有蓋板，所述上尾管的上端部開口連通料斗的出料口，所述上尾管的外環(huán)面布置有所述脫水爐，所述上尾管的下部外環(huán)面?zhèn)认蜷_有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管位于所述脫水爐的下方，所述上尾管的上部外環(huán)面?zhèn)认蜷_有排氣管，所述料斗的出料口和所述上尾管的上端部開口間設(shè)置有進(jìn)料控制閥，所述排氣管、料斗的上部分別通過管路連通至真空栗，所述外石英管的外環(huán)面布置有所述玻璃化爐，所述玻璃化爐可沿著所述外石英管的中心軸線平行向移動，所述料斗通過料斗排氣管連接至所述真空栗，所述料斗排氣管上布置有閥門。2.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述閥門為電動閥。3.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述進(jìn)料控制閥和所述料斗的出料口、所述上尾管的上端部開口兩者之間密封連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述內(nèi)石英管和外石英管的上端設(shè)置有中心軸定位連接結(jié)構(gòu)，所述中心軸定位連接結(jié)構(gòu)具體為定位架結(jié)構(gòu)，所述定位架結(jié)構(gòu)的中心設(shè)置有所述蓋板，所述蓋板的外環(huán)部下凸形成定位環(huán)，內(nèi)石英管的頂部嵌裝于定位環(huán)所形成的空腔內(nèi)，所述定位架的連接桿的焊接連接所述外石英管的對應(yīng)位置的內(nèi)壁。5.如權(quán)利要求4所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述定位架結(jié)構(gòu)和所述外石英管通過模具一體成型，為一個整體結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求4所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述內(nèi)石英管的頂部側(cè)壁開有槽口，該槽口用于抽真空，所述蓋板的直徑大于所述內(nèi)石英管的直徑。7.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述石英隔板支承于下尾管，下尾管的高度確保所述玻璃化爐對于所述環(huán)形腔體內(nèi)的物料的正常玻璃化。8.—種制造低羥基石英套管的方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求中所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其具體步驟如下: a通過入料口向料斗中通入二氧化硅微粉； b開啟真空栗，此時閥門開啟，分別將料斗、石英組件所形成的腔體進(jìn)行抽真空處理，要求壓力不高于lOPa，壓力到位后，繼續(xù)抽真空2小時?5小時，生產(chǎn)過程中真空栗始終開啟； c將玻璃化爐降至中心與下尾管的上端等高處，脫水爐位于進(jìn)氣管上方，位置保持不變，對玻璃化爐和脫水爐進(jìn)行升溫，脫水爐溫度升至1130°C?1250°C，玻璃化爐溫度升至1420。。?1500。。； d關(guān)閉閥門，然后由進(jìn)氣管通入氦氣、氯氣混合氣，氦氣流量0.5slm?5slm，氯氣流量0.05slm?0.5slm，同時調(diào)節(jié)真空栗； e玻璃化爐逐漸提升至直至玻璃化爐的中心位于外石英管的最高位置，對內(nèi)石英管外壁、外石英管內(nèi)壁進(jìn)行脫羥處理，然后以勻速返回； f開啟進(jìn)料控制閥，二氧化硅微粉自然下落，經(jīng)過脫水爐時，在高溫和氯氣環(huán)境下被脫羥，落至底部時在高溫石英玻璃表面逐漸形成透明石英玻璃； g隨著步驟f所述過程的進(jìn)行，玻璃化爐向上移動至玻璃化爐的中心位于外石英管的最高位置，移動總長由內(nèi)石英管和外石英管長度決定，內(nèi)石英管、外石英管和環(huán)形腔體內(nèi)石英管組合得到光纖預(yù)制棒用低羥基石英套管。9.如權(quán)利要求8所述的一種制造低羥基石英套管的方法，其特征在于:所述二氧化硅微粉以四氯化硅、有機(jī)硅烷等為原料，通過氣相合成法制得，要求原料純度不低于99.9%。所述二氧化硅微粉粒徑不大于30微米。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制備低羥基石英套管的裝置，其且簡化了工藝流程和制造工藝。料斗內(nèi)裝有二氧化硅微粉，料斗為封閉容器，料斗設(shè)置有進(jìn)料口，料斗的底部設(shè)置有出料口，內(nèi)石英管位于外石英管的內(nèi)腔，內(nèi)石英管的中心軸線盒外石英管的中心軸線互相重合，內(nèi)石英管的外壁和外石英管的內(nèi)壁間形成環(huán)形腔體，內(nèi)石英管、外石英管的底端面封裝有石英隔板，外石英管的上端連接有上尾管，上尾管的下端環(huán)面、外石英管的上端環(huán)面間無縫焊接，內(nèi)石英管的上端環(huán)面蓋裝有蓋板，上尾管的上端部開口連通料斗的出料口，上尾管的外環(huán)面布置有脫水爐，上尾管的下部外環(huán)面?zhèn)认蜷_有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管位于脫水爐的下方。
【IPC分類】C03B20/00
【公開號】CN105271650
【申請?zhí)枴緾N201510734072
【發(fā)明人】王友兵, 田國才, 屠建賓, 趙奉闊, 任振華, 王東東
【申請人】江蘇亨通光電股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月3日