[發明專利]一種光纖預制棒母棒的燒結裝置及對應的燒結方法

在審

• 申請號: 201711014996.1
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107540209A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 項南;柏文俊;馮程;馬康庫;沈震強;肖華
• 申請（專利權）人: 江蘇亨通光導新材料有限公司;江蘇亨通光電股份有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司32293
• 代理人: 韓鳳

技術領域

本發明涉及光纖預制棒制作的技術領域，具體為一種光纖預制棒母棒的燒結裝置，本發明還提供了該裝置所對應的燒結方法。

背景技術

目前，在制備光纖預制棒母棒的過程中，目前經常使用的方法是采用水解法制備光纖預制棒母棒的松散體，之后采用燒結的方法使其燒結成型。該過程的沉積過程是使用SiCl₄為原料，配合氫氧焰，制備松散體。因此，該松散體不可避免的會形成以Si-O和O-H(游離態的水和羥基)為主要鍵體的松散體。

真空燒結屬于一種燒結效率較高的燒結，燒結廢氣也好處理。同時，在燒結過程中，由于設備密封性較好，溫場均勻，所燒結的松散體氣泡較少，相對傳統燒結有很大的改進。燒結過程中需要向燒結爐內通入氧化性氣體(Cl₂和O₂)。

CN 1213650A所公開的文獻中提到的真空燒結裝置加熱和保溫件均采用石墨材料，因此無法使用O₂對松散體進行除碳處理。這樣，燒結過程中，松散體被污染后，會引起燒結成型的芯棒拉絲衰減不合格，造成產品質量損失。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種光纖預制棒母棒的燒結裝置，利用該裝置燒結，可以解決真空燒結松散體時，石墨加熱件被氧化的問題，且可以解決松散體燒結過程中氣泡多和OH含量高的問題，從而獲得氣泡少和OH含量低的燒結芯棒。

一種光纖預制棒母棒的燒結裝置，其特征在于：其包括真空燒結爐，所述真空燒結爐的腔體內布置有石英中心管、硅鉬棒加熱件、石墨保溫層，所述石英中心管的頂部設置有保溫層，引桿貫穿所述保溫層后內伸至所述石英中心管的內腔內，所述引桿的下端通過連接套連接靶棒，所述靶棒用于松散體的沉積附著，所述石英中心管的對應于松散體沉積附著的長度方向的外環壁環布有所述硅鉬棒加熱件，所述硅鉬棒加熱件的外環部分設置有環布的石墨保溫層，所述石墨保溫層的內壁和所述硅鉬棒加熱件間預留有間隔空腔，所述真空燒結爐的上部側壁上預設有兩根進氣管，具體為第一進氣管、第二進氣管，所述第一進氣管貫穿所述石英中心管的外壁后通入其內腔，所述第二進氣管貫穿所述真空燒結爐的側壁后連通其腔體，所述石英中心管的底部設置有外通的第一排氣管，所述真空燒結爐設置有外通的第二排氣管。

其進一步特征在于：

所述第一進氣管、第二進氣管相對于所述真空燒結爐的外側均分別設置有壓力傳感器、閥門結構，所述第一進氣管、第二進氣管分別外接至對應的氣源；

所述真空燒結爐的底部非石英中心管的區域設置有外通的第二排氣管，所述第一排氣管、第二排氣管上分別連接有壓力傳感器；

所述第一排氣管、第二排氣管的出口并聯至真空排氣總管，所述真空排氣總管的出口端設置有真空泵。

一種采用光纖預制棒母棒的燒結裝置的燒結方法，其特征在于：將沉積獲得的松散體置于石英中心管中，并蓋上保溫層，同步降低真空燒結爐內腔體和外腔體壓力至，并保持一定時間A，之后同時并分別通過第二進氣管向真空燒結爐的外腔體通入He、通過第一進氣管向石英中心管的內腔通入O₂、Cl₂和He，并始終保證兩側的壓力差范圍在安全范圍內，直至石英中心管的內腔的壓力達到預設值，保持一定時間B將松散體內部的氣體充分的去除，之后通過硅鉬棒加熱件加熱升溫，使得松散體內的OH和Cl₂充分的反應，同步啟動真空泵，保持石英中心管外部壓力相對于內部壓力大一定數值，再將真空燒結爐內部的溫度增加至1500℃，保持特定時間，使松散體充分玻璃化，之后再降至500℃，然后通過第一進氣管、第二進氣氣管同時向爐內通入N₂，同時保持透明石英中心管內外的壓力差40pa以內，待壓力增加至大氣壓時，將燒結成型的松散體取出。

其進一步特征在于：所述A的取值范圍為15min～25min；

所述B的取值范圍為25min～35min。