[發明專利]石英玻璃熱頂成型的方法

有效

• 申請號: 200910241720.6
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN101723575A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 王友軍;向在奎;孔敏;王佳佳
• 申請（專利權）人: 北京金格蘭石英玻璃有限公司
• 主分類號: C03B20/00
• 分類號: C03B20/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種石英玻璃加工技術，尤其涉及一種石英玻璃熱頂成型的方法。

背景技術

石英玻璃廣泛應用于光纖通訊、微電子、半導體、太陽能、航天和激光與新型光源 等技術領域。

光纖通訊和集成電路作為信息產業的關鍵和國民經濟信息化的基礎，越來越受到信 息產業界的高度重視，對用于生產大直徑擴散管的原材料——厚壁管及大尺寸石英玻璃 管和法蘭的需求越來越多。

現有技術中，制備石英玻璃厚壁管的方法主要有：

一種是，采用天然石英原料在制坨設備(氫氧焰氣煉熔制、等離子熔煉)上直接制 備厚壁管。其缺點是所制備的空心管內徑太小(一般在60mm以下)，壁厚太厚(一般在 100mm左右)，需再經過兩次擴管才能達到大規模集成電路用大規格石英玻璃擴散管的要 求，且工序復雜，對裝備的各方面要求極高，能源(電耗)極大。

另一種是，采用熱頂技術，這是目前生產厚壁管主要的方法。

如圖1所示，現有技術中的熱頂技術一般采用水平熱頂的技術，包括熱源1、頂桿2、 鉆頭3、托具4等，熱源1采用電熱元件加熱。先用天然石英原料在制坨設備制備實心石英 坨5，然后采用熱頂技術制備厚壁管6。

上述現有技術至少存在以下缺點：

對設備的精度要求極高，且因頂桿2長因重力易產生彎曲造成厚壁管的偏心。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以減少水平熱頂彎曲現象，且對設備的精度要求較低的 石英玻璃熱頂成型的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的石英玻璃熱頂成型的方法，包括：

將熱頂頭置于加熱后的石英玻璃熔體的下方，采用垂直熱頂的方法制備石英玻璃厚 壁管。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的石英玻璃熱頂成型的方法， 由于將熱頂頭置于加熱后的石英玻璃熔體的下方，采用垂直熱頂的方法制備石英玻璃厚 壁管，可以減少水平熱頂彎曲與偏壁現象，且對設備的精度要求較低。

附圖說明

圖1為現有技術中石英玻璃熱頂設備的結構示意圖；

圖2為本發明中石英玻璃熱頂成型的設備的結構示意圖；

圖3為本發明中頂桿底部蘑菇坑的結構示意圖；

圖4為本發明中蘑菇頭的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的石英玻璃熱頂成型的方法，其較佳的具體實施方式是：

將熱頂頭置于加熱后的石英玻璃熔體的下方，采用垂直熱頂的方法制備石英玻璃厚 壁管。熱頂過程中，熱頂頭固定，利用石英玻璃熔體重力和熱頂頭的支撐力實現熱頂。

熱頂過程中，可以向下拉拔石英玻璃熔體的下端。

熱頂過程中，可以利用石英玻璃熔體的表面張力對熱頂頭進行自動對心。

石英玻璃熔體可以通過中頻感應爐進行加熱。

實現本發明的石英玻璃熱頂成型的方法所用的設備的具體實施例：

如圖2所示，包括坩堝12，坩堝12的下部設有坩堝臺14，坩堝臺14的中部設有出料 口；

出料口的下方豎直設有頂桿16，頂桿16的上部設有熱頂頭21，熱頂頭21置于出料口 中，且熱頂頭21的外壁與出料口的內壁之間留有出料間隙。出料間隙的下方可以根據需 要設有抓料拉制器17。

具體熱頂頭21的外壁可以為錐形，出料口的內壁可以為與錐形相吻合的倒錐形，錐 形與倒錐形之間形成一周均勻的出料間隙。

坩堝12的外部可以設有中頻感應爐11，或其它的加熱裝置。

熱頂過程中，石英坨13在坩堝12內被加熱熔化后，利用熔體重力和熱頂頭21支撐 力，熔體自出料間隙向下拉出，實現厚壁管成型，可以減少水平熱頂彎曲現象。

頂桿16可以設有自動對心裝置，自動對心裝置包括設于頂桿16底部的萬向調整裝置 19和設于頂桿16中部的導向套18。

如圖3、圖4所示，萬向調整裝置19可以包括蘑菇頭23，頂桿16的底部設有蘑菇坑 22，蘑菇頭23頂入所述蘑菇坑22中。也可以采用其它的萬向連接裝置。

導向套18和蘑菇頭23至少有一個在水平方向留有活動量。

其實現自動對心的原理是：