CN106746714A - 一种耐高温石英玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐高温石英玻璃的制备方法，首选对高纯度的氧化铝进行粉碎；接着在粉碎后的氧化铝粉末中加入无水乙醇，得到氧化铝乳浊液；然后对石英玻璃进行清洗并晾干；再接着将氧化铝乳浊液均匀涂覆于石英玻璃表面，在石英玻璃表面形成Al2O3涂覆层；然后对Al2O3涂覆层进行高温烧结，以使Al2O3涂覆层与石英玻璃熔融一体；最后采用高氢火焰对Al2O3涂覆层进退火，以消除热应力。本发明提高了石英管耐高温的性能，延长了石英管的使用寿命，工艺简单、操作便利、节约了成本。

Description

一种耐高温石英玻璃的制备方法
技术领域
本发明属于日用品领域，具体涉及一种耐高温石英玻璃的制备方法。
背景技术
光纤预制棒是制造光纤的核心原材料，光纤预制棒采用VAD(轴向气相沉积法)制作芯棒和部分包层，玻璃化后然后将芯棒延伸至一定外径的出发棒(靶棒)，然后利用OVD(外部气相沉积法)在靶棒外沉积大量包层，将包层和靶棒一起玻璃化后就成为光纤预制棒，光纤预制棒经过高温熔融等比例拉细，成为光纤外径为125um的裸光纤。
现有的光纤预制棒的工艺中，先采用VAD法进行芯棒松散体的沉积，玻璃化后成为芯棒，将芯棒进行一定比例的延伸拉细，再在其两端融接上辅助棒，这整个组成称其为预制棒包层沉积的靶棒，采用OVD法进行包层的沉积，中间是一根加工好的靶棒，经过一定的时间后结束外包层的沉积，将外面是松散体且中间是靶棒的光纤预制棒松散体进行玻璃化，最终成为光纤预制棒。
在将外面是松散体且中间是靶棒的光纤预制棒松散体进行玻璃化的过程中，须将光纤预制棒松散体放在烧结炉内脱水、玻化，成为低羟基的透明玻璃体，即光纤预制棒。在此过程中一般烧结温度为1450℃，烧结炉的容器，便是称为炉芯管的石英玻璃管。
众所周知，一般石英玻璃使用温度上限在1200℃左右，为使石英玻璃管能承受1450℃的高温，须对石英玻璃进行特殊再加工，使石英玻璃具有耐高温的性能。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耐高温石英玻璃的制备方法，使石英玻璃具有良好的耐高温性能。
为了达到上述发明目的及其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐高温石英玻璃的制备方法，包括如下步骤：
步骤S01、采用预设纯度的氧化铝，并对其进行粉碎；
步骤S02、在粉碎后的氧化铝粉末中加入无水乙醇，并充分摇匀，得到氧化铝乳浊液；
步骤S03、对石英玻璃进行清洗并晾干；
步骤S04、将石英玻璃安装在车床上，并带动石英玻璃旋转，将氧化铝乳浊液均匀涂覆于石英玻璃表面，以在石英玻璃表面形成Al2O3涂覆层；
步骤S05、对Al2O3涂覆层进行高温烧结，以使Al2O3涂覆层与石英玻璃熔融一体；
步骤S06、对Al2O3涂覆层降低温度，最后采用高氢火焰对Al2O3涂覆层进退火，以消除热应力。
优选的，在步骤S01中，所述氧化铝的纯度大于99.5％，粉碎后的氧化铝的颗粒度为2000目。
优选的，在步骤S02中，得到氧化铝乳浊液后，采用过滤滤纸对氧化铝乳浊液进行过滤。
优选的，在步骤S03中，首先采用HF酸对石英玻璃进行清洗，接着采用纯水对石英玻璃进行清洗，最后将石英玻璃自然晾干。
优选的，所述HF酸的浓度为2％-10％，浸泡时间为5-15min。
优选的，所述HF酸的浓度为5％，浸泡时间为10min。
优选的，在步骤S04中，将石英玻璃安装在车床上，并带动石英玻璃旋转，接着在石英玻璃表面擦拭酒精，并待酒精全部挥发后，将氧化铝乳浊液均匀涂覆于石英玻璃表面，以在石英玻璃表面形成Al2O3涂覆层。
优选的，在步骤S04中，所述Al2O3涂覆层的厚度为35um。
优选的，在步骤S05中，对Al2O3涂覆层进行高温烧结的温度大于1800℃，烧结后的Al2O3涂覆层呈透明状。
优选的，在步骤S06后，对石英玻璃的外观尺寸和热应力进行检测，如检测合格则入库。
本发明公开的耐高温石英玻璃的制备方法，将氧化铝液体涂覆于石英玻璃表面，并对其进行烧结成透明体，被涂覆氧化铝的石英管，在1100℃温度下开始析晶，形成方石英晶体。该层方石英晶体在1450℃温度下不会成为玻璃体，能支撑没有晶化的玻璃体，起到提高石英玻璃耐高温性能的目的。本发明提高了石英管耐高温的性能，延长了石英管的使用寿命，工艺简单、操作便利、节约了成本。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种耐高温石英玻璃的制备方法，包括如下步骤：
步骤S01、采用预设纯度的氧化铝，氧化铝的纯度大于99.5％，接着对其进行粉碎，粉碎后的氧化铝的颗粒度为2000目。
步骤S02、在粉碎后的氧化铝粉末中加入无水乙醇，并充分摇匀，得到氧化铝乳浊液。其中，无水乙醇优选为分析纯，得到氧化铝乳浊液后，采用适当型号的过滤滤纸对氧化铝乳浊液进行过滤，并装瓶备用。
步骤S03、对石英玻璃进行清洗并晾干。具体的，首先采用HF酸对石英玻璃进行清洗，接着采用纯水对石英玻璃进行清洗，最后将石英玻璃自然晾干。其中，HF酸的浓度为2％-10％，优选浓度为5％，浸泡时间为5-15min，浸泡时间优选为10min。
步骤S04、将石英玻璃安装在车床上，并固定，接着操作工人戴全棉脱脂手套启动车床旋转，接着在石英玻璃表面擦拭酒精，并待酒精全部挥发后，将氧化铝乳浊液均匀涂覆于石英玻璃表面，以在石英玻璃表面形成均匀厚度的Al2O3涂覆层,Al2O3涂覆层的厚度为35um。
步骤S05、待Al2O3涂覆层干燥后，对Al2O3涂覆层进行高温烧结，以使Al2O3涂覆层与石英玻璃熔融一体。对Al2O3涂覆层进行高温烧结的温度大于1800℃，烧结后的Al2O3涂覆层呈透明呈亮状。
步骤S06、对Al2O3涂覆层降低温度，最后采用高氢火焰对Al2O3涂覆层进退火，以消除热应力。在消除热应力后，操作工可对石英玻璃的外观尺寸和热应力进行检测，如检测合格则入库。
本发明公开的耐高温石英玻璃的制备原理为：将氧化铝液体涂覆于石英玻璃表面，并对其进行烧结成透明体，被涂覆氧化铝的石英管，在1100℃温度下开始析晶，形成方石英晶体。该层方石英晶体在1450℃温度下不会成为玻璃体，能支撑没有晶化的玻璃体，起到提高石英玻璃耐高温性能的目的。
综上所述，本发明提高了石英管表面组织失稳的温度，延长了石英管的使用寿命，工艺简单、操作便利、节约了成本。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S01、采用预设纯度的氧化铝，并对其进行粉碎；
步骤S02、在粉碎后的氧化铝粉末中加入无水乙醇，并充分摇匀，得到氧化铝乳浊液；
步骤S03、对石英玻璃进行清洗并晾干；
步骤S04、将石英玻璃安装在车床上，并带动石英玻璃旋转，将氧化铝乳浊液均匀涂覆于石英玻璃表面，以在石英玻璃表面形成Al2O3涂覆层；
步骤S05、对Al2O3涂覆层进行高温烧结，以使Al2O3涂覆层与石英玻璃熔融一体；
步骤S06、对Al2O3涂覆层降低温度，最后采用高氢火焰对Al2O3涂覆层进退火，以消除热应力。
2.如权利要求1所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤S01中，所述氧化铝的纯度大于99.5％，粉碎后的氧化铝的颗粒度为2000目。
3.如权利要求1所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤S02中，得到氧化铝乳浊液后，采用过滤滤纸对氧化铝乳浊液进行过滤。
4.如权利要求1所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤S03中，首先采用HF酸对石英玻璃进行清洗，接着采用纯水对石英玻璃进行清洗，最后将石英玻璃自然晾干。
5.如权利要求4所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，所述HF酸的浓度为2％-10％，浸泡时间为5-15min。
6.如权利要求5所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，所述HF酸的浓度为5％，浸泡时间为10min。
7.如权利要求1所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤S04中，将石英玻璃安装在车床上，并带动石英玻璃旋转，接着在石英玻璃表面擦拭酒精，并待酒精全部挥发后，将氧化铝乳浊液均匀涂覆于石英玻璃表面，以在石英玻璃表面形成Al2O3涂覆层。
8.如权利要求1所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤S04中，所述Al2O3涂覆层的厚度为35um。
9.如权利要求1所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤S05中，对Al2O3涂覆层进行高温烧结的温度大于1800℃，烧结后的Al2O3涂覆层呈透明状。
10.如权利要求1所述耐高温石英玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤S06后，对石英玻璃的外观尺寸和热应力进行检测，如检测合格则入库。
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