CN104909556A - 多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法，将含有SiCl4的混合气体按照预定比例和流量通入喷灯，发生氧化和水解反应，生成SiO2沉积在芯棒表面形成一定重量的疏松体光纤预制棒；其特征在于喷灯数量N为5~15个，喷灯相对芯棒先从起始点朝一水平方向作往复运动，喷灯作多次往复运动后然后喷灯相对芯棒朝起始点的方向再作往复运动，喷灯就回到起始点，由此完成一个往复运动周期；然后喷灯重复上述往复运动周期，直到沉积形成的疏松体光纤预制棒的重量达到要求的重量。发明具有能提高沉积速率和使制备的疏松体光纤预制棒外径偏差小的优点。

Description

多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法
技术领域
本发明涉及一种疏松体光纤预制棒的制备方法，尤其涉及一种多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法。
背景技术
OVD（外部气相沉积）工艺是疏松体光纤预制棒制备中的一种工艺方法，即Outside Vapor Deposition；该方法的主要原理是通过喷灯在沉积芯棒沉积区的外部喷上高纯汽相原料（通常为四氯化硅蒸发原料），该原料在高温下与O2和水汽发生化学反应，生成SiO2细微颗粒，通过热泳迁移机理沉积在芯棒上；热泳迁移是指当原材料气流中Si02颗粒的温度与芯棒表面的疏松体表面温度差形成热泳迁移力，Si02颗粒从相对高温区域迁移到温度相对低的疏松体表面，形成光纤预制棒组成部分；喷灯相对沉积芯棒的水平方向进行往复运动，从而使得SiO2细微颗粒逐层沉积在芯棒上直至达到设计重量的疏松体，得到光纤预制棒的中间产品：疏松体光纤预制棒（Soot Prefrom）。
目前疏松体光纤预制棒OVD沉积的制备方法中的喷灯大多为2~3个，芯棒沉积区上每个喷灯都对应有相同长度的沉积区域，由于喷灯数量少，喷灯相对沉积芯棒沉积区需要运动的距离就长，其沉积速率慢，一般小于35克/分钟，疏松体光纤预制棒外径偏差为4~6mm；若要提高沉积速率就通常增加喷灯数量，一般要达5个以上，当喷灯数量增加后，喷灯相对沉积芯棒沉积区需要运动的距离就大大缩短了，但由于每个喷灯每次往复的距离都是相同的，每个喷灯的运动起点处即为相邻一个喷灯的运动折返处，在该位置由于疏松体光纤预制棒表面没有充足的冷却，然而燃烧气体中Si02颗粒的温度相对恒定，造成两者相对的温度差小，温差小的位置Si02颗粒更难沉积，使在疏松体光纤预制棒上相对喷灯折返的位置的外径比其它不是折返位置的疏松体光纤预制棒外径小，在生产过程中经喷灯多次往返后，该外径偏差就越来越大，往返位置外径偏差一般在5~20mm，最终产品只能报废。
发明内容
针对上述缺点，本发明的目的在于提供一种能提高沉积速率和使制备的疏松体光纤预制棒外径偏差小的多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法。
本发明的技术内容为：一种多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法，将含有SiCl4的混合气体按照预定比例和流量通入喷灯，发生氧化和水解反应，生成SiO2沉积在芯棒表面，如此往复沉积一定层数，直至形成一定重量的疏松体光纤预制棒；其特征在于喷灯数量N为5~15个，L为芯棒沉积区的长度，X为偏移距离，X为5~30mm；相邻两喷灯的间距为L/N；喷灯相对芯棒先从起始点朝一水平方向作往复运动，其中往复运动由一次前进运动和一次退返运动组成，每次前进运动的距离为L/2N+X，每次退返运动的距离为L/2N；喷灯作（L/2NX ﹣1）次往复运动后再相对芯棒作一次距离为L/2N+X的前进运动，然后喷灯相对芯棒朝起始点的方向再作往复运动，喷灯作（L/2NX ﹣1）次往复运动后再作一次距离为L/2N+X的前进运动，喷灯就回到起始点，由此完成一个往复运动周期；然后喷灯重复上述往复运动周期，直到沉积形成的疏松体光纤预制棒的重量达到要求的重量。
在上述多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法中，喷灯相对芯棒的水平方向作的往复运动，即可单独通过移动喷灯实现，也可单独通过移动芯棒实现。
本发明与现有技术相比所具有的优点是：增加了喷灯数量，大大提高了沉积速率；在增加喷灯数量后，每个喷灯每次往复时前往的运动距离都有一个偏移量，使在疏松体光纤预制棒上相对喷灯折返的位置的外径与其它不是折返位置的疏松体光纤预制棒外径不会产生很大偏差，使制备的疏松体光纤预制棒外径偏差小，一般在3~5mm。
附图说明
图1为本发明中喷灯相对沉积芯棒往复运动示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。
如图1所示， N为喷灯数量，L为芯棒沉积区的长度，X为偏移距离，每个喷灯的往复运动由一次前进运动和一次退返运动组成，每次前进运动的距离为L/2N+X，每次退返运动的距离为L/2N。
例1、制备重量为60公斤的疏松体光纤预制棒；多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法为将含有SiCl4的混合气体按照预定比例和流量通入喷灯，发生氧化和水解反应，生成SiO2沉积在芯棒表面，如此往复沉积一定层数，直至形成一定重量的疏松体光纤预制棒；其特征在于喷灯数量N为8个，芯棒沉积区的长度L为1920mm，X为偏移距离，X为15mm；相邻两喷灯的间距为240mm；喷灯移动速度为1000mm/min，芯棒旋转速度为60转/min；
喷灯相对芯棒先从起始点朝一水平方向作往复运动，其中往复运动由一次前进运动和一次退返运动组成，每次前进运动的距离为L/2N+X即为135mm，每次退返运动的距离为L/2N即为120mm；喷灯作（L/2NX ﹣1）次即7次往复运动后再作一次距离为135mm的前进运动，然后喷灯相对芯棒朝起始点的方向再作往复运动，喷灯作（L/2NX ﹣1）次即7次往复运动后再作一次距离为135mm的前进运动，喷灯就回到起始点，由此完成一个往复运动周期；然后喷灯重复上述往复运动周期，直到沉积形成的疏松体光纤预制棒的重量达到60公斤；Si02颗粒沉积在芯棒上的沉积速率120克/分钟，沉积疏松体光纤预制棒平均外径为250mm，外径偏差为4 .2mm。
例2、制备重量为60公斤的疏松体光纤预制棒；多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法为将含有SiCl4的混合气体按照预定比例和流量通入喷灯，发生氧化和水解反应，生成SiO2沉积在芯棒表面，如此往复沉积一定层数，直至形成一定重量的疏松体光纤预制棒；其特征在于喷灯数量N为9个，芯棒沉积区的长度L为1980mm，X为偏移距离，X为11mm；相邻两喷灯的间距为220mm；喷灯移动速度为1000mm/min，芯棒旋转速度为60转/min；
喷灯相对芯棒先从起始点朝一水平方向作往复运动，其中往复运动由一次前进运动和一次退返运动组成，每次前进运动的距离为L/2N+X即为121mm，每次退返运动的距离为L/2N即为110mm；喷灯作（L/2NX ﹣1）次即9次往复运动后再作一次距离为121mm的前进运动，然后喷灯相对芯棒朝起始点的方向再作往复运动，喷灯作（L/2NX ﹣1）次即9次往复运动后再作一次距离为121mm的前进运动，喷灯就回到起始点，由此完成一个往复运动周期；然后喷灯重复上述往复运动周期，直到沉积形成的疏松体光纤预制棒的重量达到60公斤；Si02颗粒沉积在芯棒上的沉积速率132克/分钟，沉积疏松体光纤预制棒平均外径为250mm，外径偏差为3.8 mm。
需要说明的是，本发明不只局限于上述方式，且本领域的技术人员据此可在不脱离本发明的范围内可进行适当的修饰，因此本发明的范围应包括本发明所揭示的原理和新特征的最大范围。

Claims (1)

1.一种多喷灯制备疏松体光纤预制棒的方法，将含有SiCl4的混合气体按照预定比例和流量通入喷灯，发生氧化和水解反应，生成SiO2沉积在芯棒表面，如此往复沉积一定层数，直至形成一定重量的疏松体光纤预制棒；其特征在于喷灯数量N为5~15个，L为芯棒沉积区的长度，X为偏移距离，X为5~30mm；相邻两喷灯的间距为L/N；喷灯相对芯棒先从起始点朝一水平方向作往复运动，其中往复运动由一次前进运动和一次退返运动组成，每次前进运动的距离为L/2N+X，每次退返运动的距离为L/2N；喷灯作（L/2NX ﹣1）次往复运动后再相对芯棒作一次距离为L/2N+X的前进运动，然后喷灯相对芯棒朝起始点的方向再作往复运动，喷灯作（L/2NX ﹣1）次往复运动后再作一次距离为L/2N+X的前进运动，喷灯就回到起始点，由此完成一个往复运动周期；然后喷灯重复上述往复运动周期，直到沉积形成的疏松体光纤预制棒的重量达到要求的重量。
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