[发明专利]一种光纤预制棒母棒的烧结装置及对应的烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤预制棒制作的技术领域，具体为一种光纤预制棒母棒的烧结装置，本发明还提供了该装置所对应的烧结方法。

背景技术

目前，在制备光纤预制棒母棒的过程中，目前经常使用的方法是采用水解法制备光纤预制棒母棒的松散体，之后采用烧结的方法使其烧结成型。该过程的沉积过程是使用SiCl₄为原料，配合氢氧焰，制备松散体。因此，该松散体不可避免的会形成以Si-O和O-H(游离态的水和羟基)为主要键体的松散体。

真空烧结属于一种烧结效率较高的烧结，烧结废气也好处理。同时，在烧结过程中，由于设备密封性较好，温场均匀，所烧结的松散体气泡较少，相对传统烧结有很大的改进。烧结过程中需要向烧结炉内通入氧化性气体(Cl₂和O₂)。

CN 1213650A所公开的文献中提到的真空烧结装置加热和保温件均采用石墨材料，因此无法使用O₂对松散体进行除碳处理。这样，烧结过程中，松散体被污染后，会引起烧结成型的芯棒拉丝衰减不合格，造成产品质量损失。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种光纤预制棒母棒的烧结装置，利用该装置烧结，可以解决真空烧结松散体时，石墨加热件被氧化的问题，且可以解决松散体烧结过程中气泡多和OH含量高的问题，从而获得气泡少和OH含量低的烧结芯棒。

一种光纤预制棒母棒的烧结装置，其特征在于：其包括真空烧结炉，所述真空烧结炉的腔体内布置有石英中心管、硅钼棒加热件、石墨保温层，所述石英中心管的顶部设置有保温层，引杆贯穿所述保温层后内伸至所述石英中心管的内腔内，所述引杆的下端通过连接套连接靶棒，所述靶棒用于松散体的沉积附着，所述石英中心管的对应于松散体沉积附着的长度方向的外环壁环布有所述硅钼棒加热件，所述硅钼棒加热件的外环部分设置有环布的石墨保温层，所述石墨保温层的内壁和所述硅钼棒加热件间预留有间隔空腔，所述真空烧结炉的上部侧壁上预设有两根进气管，具体为第一进气管、第二进气管，所述第一进气管贯穿所述石英中心管的外壁后通入其内腔，所述第二进气管贯穿所述真空烧结炉的侧壁后连通其腔体，所述石英中心管的底部设置有外通的第一排气管，所述真空烧结炉设置有外通的第二排气管。

其进一步特征在于：

所述第一进气管、第二进气管相对于所述真空烧结炉的外侧均分别设置有压力传感器、阀门结构，所述第一进气管、第二进气管分别外接至对应的气源；

所述真空烧结炉的底部非石英中心管的区域设置有外通的第二排气管，所述第一排气管、第二排气管上分别连接有压力传感器；

所述第一排气管、第二排气管的出口并联至真空排气总管，所述真空排气总管的出口端设置有真空泵。

一种采用光纤预制棒母棒的烧结装置的烧结方法，其特征在于：将沉积获得的松散体置于石英中心管中，并盖上保温层，同步降低真空烧结炉内腔体和外腔体压力至，并保持一定时间A，之后同时并分别通过第二进气管向真空烧结炉的外腔体通入He、通过第一进气管向石英中心管的内腔通入O₂、Cl₂和He，并始终保证两侧的压力差范围在安全范围内，直至石英中心管的内腔的压力达到预设值，保持一定时间B将松散体内部的气体充分的去除，之后通过硅钼棒加热件加热升温，使得松散体内的OH和Cl₂充分的反应，同步启动真空泵，保持石英中心管外部压力相对于内部压力大一定数值，再将真空烧结炉内部的温度增加至1500℃，保持特定时间，使松散体充分玻璃化，之后再降至500℃，然后通过第一进气管、第二进气气管同时向炉内通入N₂，同时保持透明石英中心管内外的压力差40pa以内，待压力增加至大气压时，将烧结成型的松散体取出。

其进一步特征在于：所述A的取值范围为15min～25min；

所述B的取值范围为25min～35min。