[發明專利]一種光纖預制棒疏松體的燒結裝置及燒結方法

在審

• 申請號: 202010188691.8
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111423106A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 崔東明;孔明;伍淑堅
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;武漢烽火銳拓科技有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

本申請涉及光纖預制棒疏松體的燒結裝置及燒結方法，其包括燒結箱體、爐心管、加熱組件、引桿、送棒機構、第一管組、第二管組；爐心管、加熱組件組設于燒結箱體內，加熱組件形成加熱區；引桿伸至爐心管內并用于連接預制棒疏松體；送棒機構與引桿相連，用于驅動引桿移動，以使預制棒疏松體在加熱區內加熱；第一管組貫穿燒結箱體和爐心管的壁面并與爐心管內腔連通，其包括第一進氣管和第一排氣管；第二管組貫穿燒結箱體的壁面并與燒結箱體內腔連通，其包括第二進氣管和第二排氣管。本申請集脫羥、玻璃化燒結和氘化于一體，能夠有效消除光纖預制棒內部氣體殘留，減少He用量，從光纖預制棒制造源頭上消除結構缺陷，從而降低光纖氫敏感性。

技術領域

本申請涉及光纖預制棒制備領域，特別涉及一種光纖預制棒疏松體的燒結裝置及燒結方法。

背景技術

外部氣相沉積法(OVD)和軸向氣相沉積法(VAD)由于較高的性價比成為業內主流的制棒技術，其先通過SiCl₄等原料的高溫水解反應和熱泳原理制得大尺寸光纖預制棒疏松體，然后再經過脫水-燒結工藝得到低水峰、致密無缺陷的透明玻璃體。

由于光纖預制棒疏松體在沉積過程中不可避免的會包含游離態水和硅羥基(Si-OH)，因此，在玻璃化燒結前需要通入氧化性氣體如Cl₂和O₂進行高溫脫羥處理，然后再通入大流量He將疏松體孔隙中的Cl₂和O₂等置換出來，但此法很難徹底的將Cl₂和O₂等清除干凈，以致于少量氣體可能會殘留在燒結玻璃化的光棒內形成氣泡缺陷。

此外，上述常規的脫水-燒結工藝中需要使用大量He，而He價格高昂，使得制棒成本居高不下，同時，部分He在燒結致密化過程中會殘存在玻璃體內。專利CN1174820A介紹了一種將燒結完成的光纖預制棒置于高溫爐中利用氣體的熱擴散原理進行脫氣的方法，但此法需要額外配備專門的脫氣設備，而且脫氣時間長，從而增加設備投入，降低了光纖預制棒生產成本和效率。

相對于常規的燒結工藝，負壓燒結是一種具有更高燒結效率的燒結方法，其由于設備密封性好，玻璃化過程在負壓中進行，使得燒結致密化的玻璃體中基本無氣體殘留，無需額外脫氣工序，另外，還能夠有效減少He的使用量。但常規燒結裝置的設計無法滿足高溫負壓條件的要求，而現有的負壓燒結采用長溫區也即將整個疏松體母棒置于加熱爐中在負壓條件下一體化燒結，實際成型過程難以控制，且僅適用于尺寸較小的芯棒母棒燒結。

另外，部分光纖預制棒在制造過程中存在大量結構缺陷，從而導致生產的光纖需要氘化很長的時間才能達到降低氫敏感性的目的，增加了光纖生產周期。專利CN101838114A描述了一種光纖氘氣處理方法，此方法優化了氘氣處理時間，但僅是從光纖處理角度考慮，未從光纖預制棒制造源頭上解決此問題。

發明內容

本申請實施例提供一種光纖預制棒疏松體的燒結裝置及燒結方法，集脫羥、玻璃化燒結和氘化于一體，能夠有效消除光纖預制棒內部氣體殘留，減少燒結中的He用量，從光纖預制棒制造源頭上消除結構缺陷，從而降低光纖氫敏感性。

第一方面，提供了一種光纖預制棒疏松體的燒結裝置，其包括：

燒結箱體；

爐心管，其組設于所述燒結箱體內；

加熱組件，其組設于所述燒結箱體內，并位于所述爐心管外側，所述加熱組件在所述爐心管部分空間內形成加熱區；

引桿，所述引桿底端伸至所述爐心管內并用于連接預制棒疏松體；

送棒機構，其與所述引桿相連，所述送棒機構用于驅動引桿沿豎直方向移動，以使預制棒疏松體在加熱區內加熱；

第一管組，其貫穿所述燒結箱體和爐心管的壁面并與爐心管內腔連通，其包括第一進氣管和第一排氣管；