學習情景二：石英預制棒制造-展示頁
2025-05-23 07:21本頁面
【正文】 從依次沉積芯、包層連續(xù)制成預制棒的“一步法”發(fā) 展到“二步法”；即先用陶瓷棒或石墨棒為靶棒 ,只 沉積芯材料 (含少量包層 )做出大直徑芯棒 ,經(jīng)去水燒 結(jié)后 ,把該大直徑芯棒拉細成多根小直徑芯棒 ,再用這 些小直徑芯棒為靶棒來沉積包層 ,同時還為其他工藝 如 VAD/PCVD/MCVD制造的芯棒進行外沉積，沉積包 層，制成光纖預制棒 ,大大提高了生產(chǎn)率、降低了成 本。 OVD工藝的特點是： 逐漸變粗，從里向外長 OVD工藝的優(yōu)缺點： ① 精確控制芯棒的徑向折射率分布，因而對于制備多模光纖 MMF和非零色散光纖 DZDF芯預制棒更有效； 優(yōu)點： ② 沉積速度快（比 MVCD要大 510倍），可達10g/min以上，適合于大批量生產(chǎn)； 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 ③ 成本較低，工作效率高； ④ 可以制備出損耗較低至 （ )的單模光纖。有的芯棒不在燒結(jié)過程中閉合中心孔，而是在延 伸過程中閉合，芯棒頂部一直施以負壓。爐溫一般在 1500度左右。 OVD燒結(jié)熱源可以為電感應(yīng)爐或者石墨感應(yīng)爐等。 OVD沉積設(shè)備外觀簡如圖 23。 OVD具體工藝流程 ① 沉積 SOOT棒： 即 SiO2顆粒在火焰中生成，顆粒的粒徑從幾納米到幾百納米不等，顆粒隨著凝聚作用逐漸長大，被氣流帶動后沉積在靶棒上。 外部氣相沉積法 —— OVD預制棒 制備工藝技術(shù) 主要的原料摻雜劑以氣態(tài)形式送入氫氧火焰噴燈，使之在氫氧焰中水解，生成石英（ SiO2）玻璃微粒粉塵，然后經(jīng)噴燈噴出，沉積于石英石墨或是氧化鋁制作的“母棒”外表面，經(jīng)過多次沉積，去掉母棒，再將中空的預制棒在高溫下脫水，燒結(jié)成透明的實心玻璃棒，即為光纖預制棒。典 型的光纖預制棒直徑約為 10～ 25mm，長度約為 60 ～ 120cm。 組元結(jié)構(gòu)為多層圓柱體，內(nèi)層為高折射率的纖芯層， 外層為低折射率的包層。光纖預制棒概念 簡單的說就是必須在制成光纖前，先將經(jīng)過提純的原料制成一根滿足一定性能要求的玻璃棒，其被稱之為“光纖預制棒”或“母棒”。 光纖預制棒的結(jié)構(gòu) 光纖預制棒是控制光纖質(zhì)量的原始棒體材料。 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 圖 21 大直徑石英光纖預制棒外觀圖 它應(yīng)具有符合要求的折射率分布型式和幾何尺寸。圖 21， 22光纖預制棒的外觀圖 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 圖 22 小直徑石英光纖預制棒外觀圖 石英光纖預制棒的制備方法 主要采用的氣相沉積法 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 目前最為成熟和目前國內(nèi)外光纖制造企業(yè)廣泛使用的為四中大的預制棒制備工藝為 ① 外部汽相沉積工藝（簡稱 OVD） ② 改良的化學汽相沉積工藝（簡稱 MCVD） ③ 微波等離子體化學汽相沉積工藝（簡稱 PCVD） ④ 軸向汽相沉積工藝（簡稱 VAD） 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 167。 光纖光纜制備 OVD制作預制棒的原理： OVD法制作預制棒的原理圖 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 OVD法制作芯棒及抽芯 —— 芯棒的脫水和燒結(jié) —— 延 伸芯棒 —— 在芯棒外沉積外包層。 ② 沉積結(jié)束后，需要將靶棒從疏松體中抽出。 OVD法制作芯棒及抽芯： 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 圖 2－ 3 OVD沉積設(shè)備外觀簡圖 脫水及燒結(jié)： 燒結(jié)主要是伴隨脫水過程，其原理就是在高溫下，通過在氯氣、氦氣條件下使 SOOT棒致密化，透明化。燒結(jié)中可以是 SOOT棒從上往下移動，也可以是感應(yīng)線圈從頂部移動到底部。 OVD燒結(jié)設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)如圖 24 光電子技術(shù)專業(yè) 國家重點建設(shè)示范性專業(yè) 光纖光纜制備 圖 2－ 4 OVD燒結(jié)設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)簡
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