[發明專利]一種PCVD沉積過程中防堵穩壓的方法

在審

• 申請號: 201711103929.7
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107879618A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 張欣;朱繼紅;汪洪海;周新艷;胡俊中
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明涉及光纖生產的技術領域，具體涉及到一種PCVD沉積過程中防堵穩壓的方法。

背景技術

PCVD制備光纖預制棒工藝是利用等離子體化學氣相沉積方法，在高純石英玻璃管內進行氣相沉積和高溫氧化反應，反應氣體為SiCl₄、O₂和少量摻雜劑。反應所用熱源是微波，其反應機理為微波激活氣體產生等離子體使反應氣體電離，電離的反應氣體呈帶電離子，帶電離子重新結合釋放出的熱能熔化氣態反應物形成透明的石英玻璃沉積層。沉積是借助低壓等離子，使流進高純石英玻璃管內氣態氯化物和氧氣在大約1000℃的高溫反應腔體中直接沉積成設計要求的光纖芯包玻璃層。PCVD工藝的優點是沉積反應率高，折射率分布可精確控制，可制作復雜的折射率結構剖面光纖，但缺點是沉積速率較低，單位時間沉積玻璃量低，對反應氣體原料的純度要求較高，且生產單模低水峰光纖時，需要純度非常高的石英襯管。

PCVD沉積速率一般在5g/min以下，反應效率高，一般大于90%，由于沉積速率低，沉積時間長，在實際的PCVD沉積中，管內除了反應產生含氯廢氣外，還會產生大量的反應副產物SiO₂固體顆粒粉塵，在管內氣流的作用以及溫度差異的影響下，向襯管排氣端內壁吸附堆積，堆積到一定程度堵塞襯管排氣端，致使管內壓力過高導致沉積失敗，從而限制了襯管內沉積物質量，導致最終熔縮的光纖芯棒外徑尺寸偏小。而且在多組分高摻雜的光纖芯棒制備中，作為普遍應用的氟、鍺、硼摻雜元素，沉積到石英玻璃中都會顯著降低沉積層玻璃的粘度，使得反應產生的顆粒粉塵也粘度降低，更易吸附堆積從而堵塞導致沉積失敗，因而也進一步限制了所制備芯棒的外徑尺寸。

為解決上述存在的問題CN106746589A公開了一種在襯管排氣端內安設一石英玻璃集塵插管的方法，收集沉積于排氣端的粉塵；沉積過程中，當集塵插管中的粉塵收集量達到一定量時，暫停沉積，松開排氣端旋轉夾頭，更換插入管，再上緊旋轉夾頭，繼續沉積，如此反復，可以避免沉積過程中的堵塞，保持管內壓力的穩定。但該方法仍存在停機更換集塵插管影響加工效率的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足，提供一種PCVD沉積過程中防堵穩壓的方法，它能夠避免集塵插管的堵塞，穩定沉積過程中的管內壓力，從而提高沉積質量和沉積加工的效率。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

用玻璃襯管為基管，裝夾于PCVD沉積機床上，襯管穿過微波諧振腔并置于保溫爐內，兩端由旋轉夾頭裝夾，諧振腔產生高頻功率沿襯管軸向往復移動進行PCVD沉積，參與沉積的混合氣體從襯管的一端進入管內，襯管的另一端為排氣端，排氣端通過管道連接真空泵，在襯管排氣端內安設一石英玻璃集塵插管，集塵插管外徑與襯管內孔相配置，嵌入襯管排氣端，收集沉積于排氣端的粉塵，其特征在于在集塵插管內放置一根柱狀玻璃滾動棒，玻璃滾動棒隨集塵插管的旋轉而滾動，通過滾動去除附著在集塵插管內壁的粉塵顆粒。

按上述方案，所述的石英玻璃集塵插管管體為直管，管體內孔貫通。

按上述方案，所述的石英玻璃集塵插管管體前端設置外翻的翻邊，所述的翻邊與襯管端口相配置，所述的石英玻璃集塵插管管體長度為200~450mm，管體后端設置有縮口。

按上述方案，所述的玻璃滾動棒長度為100~300mm，直徑為5mm~15mm。玻璃滾動棒的長度小于集塵插管的管體長度。

按上述方案，所述的玻璃滾動棒為純石英玻璃棒。

按上述方案，所述的玻璃滾動棒為圓柱形，一端為錐圓柱形，錐圓柱形的長度小于或等于整根滾動棒長的五分之一，錐圓柱形朝向集塵插管后端，以避免在端頭表面粉塵堆積。

按上述方案，所述的玻璃滾動棒表面粗糙度小于或等于0.8，優選的小于或等于0.2。