CN104129915A - 一种光纤预制棒的新型制造方法 - Google Patents

一种光纤预制棒的新型制造方法 Download PDF

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王玉南
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    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

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Abstract

本发明公开了一种光纤预制棒的新型制造方法，包括：（1）选取基管；（2）水解；（3）沉积；（4）烧结；（5）冷却。通过上述方式，本发明光纤预制棒的新型制造方法具有方法新颖、厚度均匀、沉积稳定、表面平滑输特性优良、制造精密、生产效率提高、品质优化、产品使用寿命长等优点，在光纤预制棒的新型制造方法的普及上有着广泛的市场前景。

Description

一种光纤预制棒的新型制造方法
技术领域
本发明涉及电子电器领域，特别是涉及一种光纤预制棒的新型制造方法。
背景技术
随着现代社会与技术的不断进步，电子电器产品逐渐走上了生活与工业的舞台，电子电器产品的更新换代也日趋加速，主要包括电子电器工具、电子电器零部件和安防电子电器等等，其中各个电子电器之间的连接问题日益突出，传输线本体就应运而生，而影响传输线本体质量的因素主要包括绝缘效果、信号屏蔽效果、传输速率等，其中光纤是数据传输的主要载体之一，而现有的光纤预制棒的新型制造方法程序冗杂、预制棒的端口的沉积层厚度偏小，从而导致传输特性差、产品品质低、传输品质有待提高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种光纤预制棒的新型制造方法，通过使用流程化管理生产的步骤，对每个步骤严格把控，对基管外壁反复沉积形成沉积层，有利于进行风险控制、品质优化，从而提升产品的使用寿命和传输特性，在光纤预制棒的新型制造方法的普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光纤预制棒的新型制造方法，包括以下步骤：
（1）选取基管：选取粗细均匀、高纯度、低水分、低杂质的基管，要求基管的材质为石英、石墨或者氧化铝、横向截面的直径范围为10~25mm、长度范围为60~120cm；
（2）水解：将基管的外表面清洁干净，然后在基管的外表面点燃氢氧火焰以达到1900℃的温度，然后将待反应的原料送入氢氧火焰中进行水解反应，以获得二氧化硅微粒，这里的原料为气态的四氯化硅，控制原料的输送流量恒定不变；
（3）沉积：使用火焰喷灯将上述产生的二氧化硅微粒喷出以沉积在基管的外表面，在此过程中基管沿着其中心线方向作匀速往返运动、以中心线为轴线作匀速圆周运动，反复沉积以获得若干疏松的沉积层，控制匀速往返运动的运动速率为15~20cm/min、匀速圆周运动的运动速率为6~10mm/min；
（4）烧结：在沉积完成后将基管放入烧结设备中进行烧结，同时输送流量恒定不变的氯气和氦气，保证此过程的温度范围为1500~1600℃，以获得沉积紧密并实心玻璃化的光纤预制棒；
（5）冷却：继续输送氦气静待冷却。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中的所述原料的输送流量为30~50g/min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（3）中的沉积时间为80~120min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）中的所述氯气和氦气的输送流量为15~20L/min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）中的所述烧结的时间为20~40min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（5）中的温度要求冷却到60℃以下。
本发明的有益效果是：本发明光纤预制棒的新型制造方法具有方法新颖、厚度均匀、沉积稳定、表面平滑输特性优良、制造精密、生产效率提高、品质优化、产品使用寿命长等优点，在光纤预制棒的新型制造方法的普及上有着广泛的市场前景。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
一种光纤预制棒的新型制造方法，包括以下步骤：
（1）选取基管：选取粗细均匀、高纯度、低水分、低杂质的基管，要求基管的材质为石英、石墨或者氧化铝、横向截面的直径范围为10~25mm、长度范围为60~120cm，光纤预制棒是作为拉制光纤的原始棒体材料，其内层为折射率相对较高的芯层，外层为折射率相对较低的包层，从而起到传输信号、屏蔽信号的作用；
（2）水解：将基管的外表面清洁干净，有利于后续工艺的稳定持续的进行、并保证了产品的高品质，然后在基管的外表面点燃氢氧火焰以达到1900℃的温度，然后将待反应的原料送入氢氧火焰中进行水解反应，以获得二氧化硅微粒，一般这里的二氧化硅微粒的颗径小于5微米，这里的原料为气态的四氯化硅，控制原料的输送流量恒定不变，这里水解反应的化学方程式为：
SiCl+2H2+O2→SiO2+4HCl(气体)
这里产生的氯化氢气体以及其他废气被抽走处理，从而有利于提高氢氧气的浓度，从而有利于提高反应的完全度和反应速率；
（3）沉积：使用火焰喷灯将上述产生的二氧化硅微粒喷出以沉积在基管的外表面，这里的沉积层为疏松排列的沉积层，需要在一定的温度下再进行烧结方可固化，在此过程中基管沿着其中心线方向作匀速往返运动、以中心线为轴线作匀速圆周运动，采取基管移动火焰固定的方式进行反复沉积，从而改善了沉积层厚度不均的问题，提高了沉积的效率和品质，反复沉积以获得若干疏松的沉积层，控制匀速往返运动的运动速率为15~20cm/min、匀速圆周运动的运动速率为6~10mm/min；
（4）烧结：在沉积完成后将基管放入烧结设备中进行烧结，同时输送流量恒定不变的氯气和氦气，其中氯气用于消除羟基对水基的影响，氦气用于驱赶烧结过程中的空气、氯化氢和氯气，从而帮助基管致密并玻璃化，保证此过程的温度范围为1500~1600℃，以获得沉积紧密并实心玻璃化的光纤预制棒，这里的氯气的流量和温度的控制有利于提升烧结的速率的品质；
（5）冷却：继续输送氦气静待冷却，让烧结完成的基管在氦气中冷却，隔绝空气和水汽，有利于消除表面气泡的产生，从而提升了光线预制棒的品质和光线的传输品质。
优选地，步骤（2）中的所述原料的输送流量为30~50g/min，流量均匀稳定，这里原料的体积配比为氢气2份和氧气1份，符合化学反应方程式的配比，有利于反应的充分性，节省原料、降低成本、提高经济效益。
优选地，步骤（3）中的沉积时间为80~120min，根据实际所需的沉积层的厚度来控制沉积的时间。
优选地，步骤（4）中的所述氯气和氦气的输送流量为15~20L/min，流量均匀稳定。
优选地，步骤（4）中的所述烧结的时间为20~40min，烧结是制造过程的重要一步，充分的烧结时间有利于基管的充分紧密固化，从而可以得到致密玻璃化的光纤预制棒。
优选地，步骤（5）中的温度要求冷却到60℃以下，当温度降到60℃以下后方可停止氦气的输送。
本发明光纤预制棒的新型制造方法的有益效果是：
一、通过采用流程化管理生产的步骤，对每个步骤严格把控，对基管外壁反复沉积形成沉积层，有利于进行风险控制、品质优化，从而提升产品的使用寿命和传输特性；
二、通过在基管的外壁上反复形成沉积层，克服了以往的光纤预制棒的制作方法容易导致在基管的端口形成偏薄的沉积层的缺点，从而有利于改善沉积层分布的均匀度和影响光纤的传输特性；
三、相对于一般的光纤预制棒的新型制造方法，这里的光纤预制棒的新型制造方法的基管沿着其中心线方向作匀速往返运动、以中心线为轴线作匀速圆周运动，采取基管移动、火焰固定的方式进行反复沉积，从而改善了沉积层厚度不均的问题，提高了沉积的效率和品质。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种光纤预制棒的新型制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）选取基管：选取粗细均匀、高纯度、低水分、低杂质的基管，要求基管的材质为石英、石墨或者氧化铝、横向截面的直径范围为10~25mm、长度范围为60~120cm；
（2）水解：将基管的外表面清洁干净，然后在基管的外表面点燃氢氧火焰以达到1900℃的温度，然后将待反应的原料送入氢氧火焰中进行水解反应，以获得二氧化硅微粒，这里的原料为气态的四氯化硅，控制原料的输送流量恒定不变；
（3）沉积：使用火焰喷灯将上述产生的二氧化硅微粒喷出以沉积在基管的外表面，在此过程中基管沿着其中心线方向作匀速往返运动、以中心线为轴线作匀速圆周运动，反复沉积以获得若干疏松的沉积层，控制匀速往返运动的运动速率为15~20cm/min、匀速圆周运动的运动速率为6~10mm/min；
（4）烧结：在沉积完成后将基管放入烧结设备中进行烧结，同时输送流量恒定不变的氯气和氦气，保证此过程的温度范围为1500~1600℃，以获得沉积紧密并实心玻璃化的光纤预制棒；
（5）冷却：继续输送氦气静待冷却。
2.根据权利要求1所述的光纤预制棒的新型制造方法，其特征在于，步骤（2）中的所述原料的输送流量为30~50g/min。
3.根据权利要求1所述的光纤预制棒的新型制造方法，其特征在于，步骤（3）中的沉积时间为80~120min。
4.根据权利要求1所述的光纤预制棒的新型制造方法，其特征在于，步骤（4）中的所述氯气和氦气的输送流量为15~20L/min。
5.根据权利要求1所述的光纤预制棒的新型制造方法，其特征在于，步骤（4）中的所述烧结的时间为20~40min。
6.根据权利要求1所述的光纤预制棒的新型制造方法，其特征在于，步骤（5）中的温度要求冷却到60℃以下。
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