[發明專利]制備纖維束坯板的方法及裝置

有效

• 申請號: 201911346448.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111018341B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 劉輝;廉姣;宋普光;史小玄;王久旺;蔡華;薄鐵柱;劉暢;王辰
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院有限公司
• 主分類號: C03B37/15
• 分類號: C03B37/15;G02B6/08
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 張曉萍;劉鐵生

本發明的主要目的在于提供一種制備纖維束坯板的方法及裝置。所述的方法包括以下步驟：將纖維束置于玻璃容器中，將玻璃容器置于耐壓罐中并在玻璃容器與耐壓罐壁的空隙內填充定型砂，將耐壓罐置于加熱爐中；加熱，在溫度至玻璃容器的軟化點溫度時對玻璃容器抽真空；向耐壓罐中通入氣體，并按照壓力制度加壓、保壓和泄壓；降溫，取出包覆玻璃的纖維束，除去玻璃，得纖維束坯板。所要解決的技術問題是使纖維束在熔壓過程中均勻受力，實現原位熔合，能夠解決現有技術中難以制造形狀非對稱的纖維束坯板的技術問題；而且能夠同時進行多個坯板的熔壓，提高熔壓效率，節約能源，從而更加適于實用。

技術領域

本發明屬于光學纖維坯板制造技術領域，特別是涉及一種制備纖維束坯板的方法及裝置。

背景技術

伴隨X射線光刻技術、空間探測技術、激光引爆的慣性約束聚變(ICF)的過程診斷等的需求進步，X射線探測成像技術迅速發展。X射線波長極短，在介質中會被強烈吸收，幾乎所有介質對X射線的折射率都略小于1，這些因素使X射線成像難度很高。

近年來，研究者設計了一種基于微孔的高效陣列式、雙層Xray聚焦系統。該系統由扇形元件拼接而成，每個扇形元件由兩片包括數百萬個微孔的不同曲率的玻璃片疊加，具有高聚焦效率、低面密度的優點。這種聚焦鏡頭的制備工藝為：玻璃棒管配合拉制光纖、纖維束排列為橫截面為扇形的柱狀坯板(簡稱為扇柱體)，經熔壓成型、切為扇形薄片后熱彎到一定曲率、酸蝕除去芯料形成通道、通道內壁表面鍍高反膜。

常見光學纖維坯板的熔壓方式一般是采用機械熔壓，將纖維束排列為四棱柱或六棱柱形狀的坯板，裝入金屬模具中，將模具放置在井式熱壓爐內，升溫后在套筒上施加壓力，滑塊縮小，坯板熔合。這種熱壓方式適用于中心對稱結構的坯板。

因扇柱體為非中心對稱結構，如果采用金屬模具進行機械熔壓，難以保證纖維受力均勻，在壓力傳導下纖維會發生變形，破壞了圓周狀結構。另外，機械熔壓因包含壓機、壓桿等復雜的加壓裝置，每次只能熔壓一段坯板，效率低。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種制備纖維束坯板的方法及裝置。所要解決的技術問題是使纖維束在熔壓過程中均勻受力，實現原位熔合，能夠解決現有技術中難以制造形狀非對稱的纖維束坯板的技術問題；而且能夠同時進行多個坯板的熔壓，提高熔壓效率，節約能源，從而更加適于實用。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種制備纖維束坯板的方法，其包括以下步驟：

將纖維束置于玻璃容器中，將玻璃容器置于耐壓罐中并在玻璃容器與耐壓罐壁的空隙內填充定型砂，將耐壓罐置于加熱爐中；

加熱，在溫度至玻璃容器的軟化點溫度時對玻璃容器抽真空；

向耐壓罐中通入氣體，并按照壓力制度加壓、保壓和泄壓；

降溫，取出包覆玻璃的纖維束，除去玻璃，得纖維束坯板。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

優選的，前述的方法，其中所述的玻璃容器為底部密封的玻璃空心管，其頂部高出纖維束50～100mm；在空心管的頂部封接金屬管用于抽真空。

優選的，前述的方法，其中所述的空心管的玻璃軟化點比纖維束的皮料軟化點低20～60℃。

優選的，前述的方法，其中所述的玻璃容器各位置與耐壓罐之間的距離≥50mm。

優選的，前述的方法，其中所述的定型砂的材質為石英，其粒度為1～2mm。

優選的，前述的方法，其中所述的加熱依次包括第一加熱、第二加熱和第三加熱；

所述的第一加熱升溫速率為5～8℃/min，升溫至玻璃容器的軟化點溫度以下40～60℃；