CN112521019A - 一种高强度特种光纤的制备方法 - Google Patents

一种高强度特种光纤的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112521019A
CN112521019A CN202011240013.8A CN202011240013A CN112521019A CN 112521019 A CN112521019 A CN 112521019A CN 202011240013 A CN202011240013 A CN 202011240013A CN 112521019 A CN112521019 A CN 112521019A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sleeve
optical fiber
cleaning
strength
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011240013.8A
Other languages
English (en)
Inventor
黄青松
余倩卿
丁凡
张君
孙谦
夏祖明
陈明
廉正刚
皮亚斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Changyingtong Optoelectronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Changyingtong Optoelectronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Changyingtong Optoelectronic Technology Co Ltd filed Critical Wuhan Changyingtong Optoelectronic Technology Co Ltd
Priority to CN202011240013.8A priority Critical patent/CN112521019A/zh
Publication of CN112521019A publication Critical patent/CN112521019A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高强度特种光纤的制备方法，包括在预制棒制备过程中，采用洗管机和酸洗槽对套管内外壁和芯棒外表面进行清洗，采用MCVD设备对套管外表面和芯棒外表面进行抛光处理，再经过钓鱼平台组合成预制棒；在拉丝过程中，采用石墨炉高温愈合微裂纹，采用百级风装置控制拉丝通道环境的洁净度。本发明通过减少预制棒制备过程中产生的杂质和微裂纹，降低拉丝过程中微裂纹的产生，大大提高了光纤的强度，稳定有效的制备出了满足200Kpsi强度要求的特种光纤。

Description

一种高强度特种光纤的制备方法
技术领域
本发明属于光纤生产技术领域，尤其涉及一种高强度特种光纤的制备方法。
背景技术
光纤是光导纤维的简称，以光脉冲的形式来传输信号，材质以玻璃或有机玻璃为主的网络传输介质。光纤强度则是光纤主要性能参数之一，光纤强度的优劣将直接影响光纤所在系统的寿命和可靠性。特别是光纤用于军事领域时，由于工作环境的特殊和工作条件的恶劣，对光纤强度有非常高且严格的要求。
影响光纤强度的因素有很多，例如衬管材质缺陷、芯棒外表面杂质及缺陷、预制棒外表面裂纹和杂质、拉丝炉石墨件状态、冷却管准直、涂覆缺陷、固化程度、环境洁净度、涂料杂质、涂覆器清洗、穿丝操作等。但在诸多影响因素中，预制棒质量和拉丝环境的洁净度被认为是两个主要的起关键性作用的因素。其中预制棒质量指两个方面：一是预制棒表面的质量，在拉丝阶段因其质量不好会造成强度差，断面为典型的A断点；二是预制棒内部的质量，其优劣取决于原材料的精选和预制棒的制备工艺，在拉丝阶段因其质量不好会造成强度差，断面为典型的B断点。现有技术不能够解决预制棒内部质量问题，另外，现有技术通过酸蚀法对预制棒表面进行处理，虽然能有效去除预制棒表面划痕，但也导致了新的小腐蚀坑的形成。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强度特种光纤的制备方法，芯棒和套管分别采用酸洗+火抛的工艺，大大提高了预制棒的内部质量和表面质量，在最大程度上减少了预制棒的杂质和裂纹，提高了裸光纤的强度；方便操作且减少了RIT过程中划痕的产生；在提高预制棒表面微裂纹愈合的能力同时不影响光纤的强度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高强度特种光纤的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，选取套管，一端拉锥，另一端接一延长管；
步骤二，采用酸洗槽清洗其外表面；
步骤三，将清洗后的套管在锥部切2-4mm切口；
步骤四，采用洗管机清洗其内外表面；
步骤五，将清洗后的套管进行火抛处理；
步骤六，将制备的芯棒采用酸洗槽和洗管机清洗表面；
步骤七，清洗后的芯棒进行火抛处理；
步骤八，将火抛后的套管及芯棒RIT成预制棒；
步骤九，将预制棒转移至拉丝炉，加热融化后拉制成光纤。
按上述技术方案，所述步骤二中的酸洗槽清洗为水洗+酸洗+水洗，水为去离子水，酸为45％-55％的氢氟酸和硝酸(比例9：1)。
按上述技术方案，所述步骤四中的洗管机清洗为水洗+碱洗+水洗+酸洗+水洗，水为去离子水，碱为氢氧化钠溶液，酸为45％-55％的氢氟酸和硝酸(比例6：1)。
按上述技术方案，所述步骤五中套管火抛工艺参数为去程氢气流量85L/min，转速30r/min，移速20mm/min；返程氢气流量85L/min，转速30r/min，移速120mm/min；火抛2-5趟，火抛温度1700-1900摄氏度。火抛至套管表面无亮点、划痕、凹坑等缺陷。
按上述技术方案，所述步骤七中芯棒火抛工艺参数为去程氢气流量90L/min，转速30r/min，移速80mm/min；返程氢气流量80L/min，转速30r/min，移速100mm/min；火抛2-5趟，火抛温度1700-1900摄氏度。至芯棒表面无亮点、划痕、凹坑等缺陷。
按上述技术方案，所述步骤八中，RIT是将套管竖直夹持在钓鱼平台上，然后将芯棒一端自套管一端垂直插入套管，直至套管底部；再将套管和芯棒一起水平放在缓存架上，安装堵头和密封圈。
按上述技术方案，所述步骤九中，拉丝过程中，300±20m/min速度下裸光纤张力0.4±0.1N，拉丝温度2060±10摄氏度，拉丝炉下炉口至第二层涂覆上口的拉丝通道安装有百级风装置，并使用有机玻璃门进行密封。
按上述技术方案，步骤六中清洗为洗管机碱洗+水洗+酸洗槽酸洗+水洗，水为去离子水，碱为氢氧化钠溶液，酸为45％-55％的氢氟酸和硝酸(比例9：1)
本发明产生的有益效果是：芯棒和套管分别采用酸洗+火抛的工艺，大大提高了预制棒的内部质量和表面质量，在最大程度上减少了预制棒的杂质和裂纹，提高了裸光纤的强度；方便操作且减少了RIT过程中划痕的产生；在提高预制棒表面微裂纹愈合的能力同时不影响光纤的强度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例高强度特种光纤的制备方法中光纤拉丝用拉丝塔的结构示意图；
其中：1—卡盘，2—预制棒，3—拉丝炉，4—退火炉，5—纤径测量仪，6—长冷却管，7—辅助牵引轮，8—第一层涂覆，9—内涂固化炉，10—纤径测量仪，11—短冷却管，12—第二层涂覆，13—同心度检测仪，14—外涂固化炉，15—纤径测量仪，16—导向轮，17—张力测量轮，18—牵引轮，19—收线轮。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例制备高强度特种光纤的方法中，包括以下步骤：
(1)预制棒2的管材选用D50*15mm的高纯度套管，长度550mm，采用火床上一端拉锥，一端接一延长管；
(2)将步骤(1)拉锥接延长后的套管采用酸洗槽分别经过去离子水洗、45％-55％的氢氟酸和硝酸清洗(比例6：1)、去离子水洗；腐蚀量控制在8-10g；
(3)将步骤(2)清洗后的套管采用切割床在锥部切2-4mm切口；
(4)将步骤(3)切口后的套管采用洗管机分别经过去离子水洗、氢氧化钠碱洗、去离子水洗、45％-55％的氢氟酸和硝酸清洗(比例9：1)、去离子水洗；腐蚀量控制在12-15g；
(5)将步骤(4)清洗后的套管采用MCVD设备进行火抛处理；去程氢气流量85L/min，转速30r/min，移速20mm/min；返程氢气流量85L/min，转速30r/min，移速120mm/min；火抛2-5趟，火抛温度1700-1900摄氏度，至套管表面无亮点、划痕、凹坑等缺陷。
(6)将FCVD制备的芯棒采用酸洗槽和洗管机分别经过去离子水洗、氢氧化钠碱洗、5％-55％的氢氟酸和硝酸清洗(比例9：1)、去离子水洗；腐蚀至芯棒直径在19.5-20mm之间；
(7)将步骤(6)清洗后的芯棒采用MCVD设备进行火抛处理；去程氢气流量90L/min，转速30r/min，移速80mm/min；返程氢气流量80L/min，转速30r/min，移速100mm/min；火抛2-5趟，火抛温度1700-1900摄氏度，至芯棒表面无亮点、划痕、凹坑等缺陷。
(8)将步骤(5)和步骤(7)火抛后的套管及芯棒在钓鱼平台上RIT成预制棒；
(9)将步骤(8)制备的预制棒转移至拉丝炉3加热熔化，经过涂覆固化后在收线轮上完成收纤。裸纤直径控制在78.5±0.5um，，第一层涂覆直径控制在119±2um，第二层涂覆直径控制在168±2um。拉丝速度控制在300±20m/min，裸光纤张力控制在0.4±0.1N，拉丝温度控制在2060±10摄氏度；拉丝炉下炉口至第二层涂覆上口的拉丝通道安装有百级风装置，并使用有机玻璃门进行密封，拉丝过程中始终处理闭合状态，使用洁净度测量仪测量拉丝环境的洁净度，可以达到百级。
经筛选机张力筛选的强度，可以发现在200Kpsi下光纤在100Km内断裂次数为0，满足高强度光纤的要求。本发明实施例高强度特种光纤的制备方法中光纤拉丝用拉丝塔的结构如图1所示，包括卡盘1，拉丝炉3，退火炉4，3个纤径测量仪，长冷却管6，辅助牵引轮7，第一层涂覆8，内涂固化炉9，短冷却管11，第二层涂覆12，同心度检测仪13，外涂固化炉14，导向轮16，张力测量轮17，牵引轮18，收线轮19。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，
步骤一，选取套管，一端拉锥，另一端接一延长管；
步骤二，采用酸洗槽清洗其外表面；
步骤三，将清洗后的套管在锥部切2-4mm切口；
步骤四，采用洗管机清洗其内外表面；
步骤五，将清洗后的套管进行火抛处理；
步骤六，将制备的芯棒采用酸洗槽和洗管机清洗表面；
步骤七，清洗后的芯棒进行火抛处理；
步骤八，将火抛后的套管及芯棒RIT成预制棒；
步骤九，将预制棒转移至拉丝炉，加热融化后拉制成光纤。
2.根据权利要求1所述的高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的酸洗槽清洗为水洗+酸洗+水洗，水为去离子水，酸为45％-55％的氢氟酸和硝酸。
3.根据权利要求1或2所述的高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤四中的洗管机清洗为水洗+碱洗+水洗+酸洗+水洗，水为去离子水，碱为氢氧化钠溶液，酸为45％-55％的氢氟酸和硝酸。
4.根据权利要求1或2所述的高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤五中套管火抛工艺参数为去程氢气流量85L/min，转速30r/min，移速20mm/min；返程氢气流量85L/min，转速30r/min，移速120mm/min；火抛2-5趟，火抛温度1700-1900摄氏度。
5.根据权利要求1或2所述的高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤七中芯棒火抛工艺参数为去程氢气流量90L/min，转速30r/min，移速80mm/min；返程氢气流量80L/min，转速30r/min，移速100mm/min；火抛2-5趟，火抛温度1700-1900摄氏度。
6.根据权利要求1或2所述的高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤八中，RIT是将套管竖直夹持在钓鱼平台上，然后将芯棒一端自套管一端垂直插入套管，直至套管底部；再将套管和芯棒一起水平放在缓存架上，安装堵头和密封圈。
7.根据权利要求1或2所述的高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤九中，拉丝过程中，300±20m/min速度下裸光纤张力0.4±0.1N，拉丝温度2060±10摄氏度，拉丝炉下炉口至第二层涂覆上口的拉丝通道安装有百级风装置，并使用有机玻璃门进行密封。
8.根据权利要求1或2所述的高强度特种光纤的制备方法，其特征在于，步骤六中清洗为洗管机碱洗+水洗+酸洗槽酸洗+水洗，水为去离子水，碱为氢氧化钠溶液，酸为45％-55％的氢氟酸和硝酸。
CN202011240013.8A 2020-11-09 2020-11-09 一种高强度特种光纤的制备方法 Pending CN112521019A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011240013.8A CN112521019A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种高强度特种光纤的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011240013.8A CN112521019A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种高强度特种光纤的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112521019A true CN112521019A (zh) 2021-03-19

Family

ID=74979922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011240013.8A Pending CN112521019A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种高强度特种光纤的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112521019A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113213748A (zh) * 2021-04-28 2021-08-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种高强度石英光纤的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58217442A (ja) * 1982-06-11 1983-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高強度光フアイバの製造方法
CN103936277A (zh) * 2014-03-20 2014-07-23 富通集团有限公司 一种多芯光纤的制造方法
CN103951181A (zh) * 2014-04-17 2014-07-30 中天科技精密材料有限公司 一种结构改进型的套管预制棒及其制造方法
CN107915399A (zh) * 2017-12-07 2018-04-17 通鼎互联信息股份有限公司 一种套管预制棒拉丝装置及其制造方法和应用
CN111170628A (zh) * 2020-01-17 2020-05-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种抗拉光纤的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58217442A (ja) * 1982-06-11 1983-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高強度光フアイバの製造方法
CN103936277A (zh) * 2014-03-20 2014-07-23 富通集团有限公司 一种多芯光纤的制造方法
CN103951181A (zh) * 2014-04-17 2014-07-30 中天科技精密材料有限公司 一种结构改进型的套管预制棒及其制造方法
CN107915399A (zh) * 2017-12-07 2018-04-17 通鼎互联信息股份有限公司 一种套管预制棒拉丝装置及其制造方法和应用
CN111170628A (zh) * 2020-01-17 2020-05-19 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种抗拉光纤的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113213748A (zh) * 2021-04-28 2021-08-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种高强度石英光纤的制备方法
CN113213748B (zh) * 2021-04-28 2022-05-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种高强度石英光纤的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI77217C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en polarisationsbevarande optisk fiber.
CN101538113B (zh) 微间隙套管光纤预制棒的制备方法及其拉制光纤的方法
US8297080B2 (en) Method for producing high strength and long coiling length single-mode fiber for submarine cable
CN102285758B (zh) 一种大尺寸光纤预制棒的生产方法
CN112521019A (zh) 一种高强度特种光纤的制备方法
CN101302076B (zh) 提高光纤预制件中低包层-纤芯比(D/d)的芯棒的D/d比
CN110954988A (zh) 一种激光传输光纤及其制作方法
CN111170628B (zh) 一种抗拉光纤的制备方法
CN108609844A (zh) 一种损耗较小的光纤制造工艺
CN110066106A (zh) 一种超低损耗大有效面积光纤的制备方法
DK2956420T3 (en) Temperature resistant alumosilicate fiberglass and method of making and using it
CN110981181B (zh) 一种异质玻璃材料光纤拉丝方法
CN101125733A (zh) 光纤的制造方法
CN112661419B (zh) 一种纤维光学元件的分离回收方法
CN104556672A (zh) 一种掺氟预制棒的制备方法
FR2800730A1 (fr) Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ ou inorganiques, procede de fabrication de fils de verre, composition utilisee
CN102408191B (zh) 光纤的制造方法
CN109052926B (zh) 一种用于光纤预制棒玻璃套管的腐蚀方法
CN113461322A (zh) 光纤及光纤预制棒的制造方法
CN113213748B (zh) 一种高强度石英光纤的制备方法
CN113568092B (zh) 一种多层石英光纤及其制备方法和应用
CN104891827A (zh) 一种光纤拉丝及一次涂覆工艺
CN110803856A (zh) 一种光学玻璃鼓泡装置
JP2004043198A (ja) 光ファイバ母材の洗浄方法
US6189341B1 (en) Method of making an optical fiber with digestion of retracting particles on the preform

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210319

RJ01 Rejection of invention patent application after publication