[发明专利]适于光纤预制棒烧结炉的微晶化炉芯管及快速微晶化方法

说明书

本发明涉及一种适于光纤预制棒烧结炉的微晶化炉芯管，其由上段管体、中段管体和下段管体依次连接而成，所述中段管体为炉芯管的主体部分，中段管体的轴向中间区域设有含碱金属表层或微晶化表层。本发明还涉及一种适于光纤预制棒烧结炉的微晶化炉芯管的快速微晶化方法，其对所述中段管体的轴向中间区域进行抛光处理，使其露出新鲜的界面组织，在露出新鲜界面组织的抛光区域涂覆碱金属卤化物溶液并干燥，形成相应的含碱金属表层，然后进行高温处理，实现所述中段管体的轴向中间区域的表面微晶化。本发明的炉芯管炉芯管具有更好地热稳定性和化学稳定性，更长的使用寿命，有助于提升光纤预制棒的整体生产效率及性能指标。

技术领域

本发明涉及一种适于光纤预制棒烧结炉的微晶化炉芯管,还涉及这种微晶化烧结炉炉芯管的快速微晶化方法，属于光纤制造技术领域。

背景技术

在光纤预制棒制备过程中，光纤预制棒玻璃化为预制棒生产中至关重要的一环，其烧结玻璃化的质量将直接影响光纤衰减性能。在预制棒玻璃化过程中，烧结工艺条件和烧结炉系统的稳定程度直接影响预制棒的质量。在稳定烧结系统的进程中，需要对烧结炉结构、炉内玻璃化气氛条件等多项技术进行反复的优化与调整，力争得到一个长时间稳定的烧结系统，最大限度的维系烧结系统的最长服役时间，争取更多的优质产品，谋求产量的最大化。但使用中发现，预制棒烧结炉炉芯管为系统稳定因素“短板”，其使用频次及时间将直接影响烧结平衡系统的维护周期，更换新炉芯管后需要经过长时间的工艺、气氛调试及产品试制才能恢复良好的烧结状态。

目前常规的烧结炉炉芯管采用高纯石英管，为一个独立的管体或者多个管体相互焊接为一体，由于炉芯管长期处于高温的部位为整个炉芯管易损部位，高温区温度高、气氛种类多，多种环境因素导致其存在显著的失效风险。研究显示，高温区的炉芯管在烧结过程中，石英玻璃会从玻璃态转变为晶态,带来石英玻璃的析晶，析晶后的炉芯管兼备玻璃和陶瓷的优点，具有更好的热稳定性和化学稳定性，更好的耐酸性，更低的热膨胀系数，更好的绝缘性，但在烧结炉内由烧结工艺自然产生的析晶，存在析晶不均匀和不完全的现象，制约了炉芯管热稳定性和化学稳定性的进一步提高，由于石英结构中的应力分布不均，还可以使石英炉芯管变得较脆，容易褶皱开裂，外界气体进入炉芯管的烧结腔，引入杂质气体，影响光纤预制棒松散体的烧结，并会使拉丝出的光纤衰减变大，严重影响了炉芯管的使用寿命。因此有必要提出一种新制备的方法，以此来解决预制棒烧结炉炉芯管高温区“短板”问题，最大限度延长炉芯管的使用周期，减低更换频率，提升光纤预制棒的技术性能及整体生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适于光纤预制棒烧结炉的微晶化炉芯管,还提供了这种微晶化烧结炉炉芯管的快速微晶化方法，这种炉芯管具有更好地热稳定性和化学稳定性，更长的使用寿命，有助于延长炉芯管的使用周期及更换频率，解决烧结炉存在的炉芯管短板问题，提升光纤预制棒的整体生产效率及性能指标。

本发明的技术方案是：

一种适于光纤预制棒烧结炉的微晶化炉芯管，其特征在于由上段管体、中段管体和下段管体依次连接而成，所述中段管体为炉芯管的主体部分，上段管体和下段管体分别为炉芯管的两端端部，中段管体的轴向中间区域设有含碱金属表层或微晶化表层。

所述含碱金属表层的设置方式优选为：对所述中段管体的轴向中间区域进行抛光处理，使其露出新鲜的界面组织，在露出新鲜界面组织的抛光区域涂覆碱金属卤化物溶液，涂覆的碱金属卤化物溶液干燥后形成所述的含碱金属表层。

所述微晶化表层的设置方式优选为：对设有含碱金属表层的中段管体进行高温处理，在高温下发生析晶和微晶化，形成所述的微晶化表层。

所述上段管体、中段管体和下段管体均可以采用高纯石英玻璃管，用作上段管体、中段管体和下段管体的所述高纯石英玻璃管通常可以为圆管。

抛光前，所述中段管体的轴向中间区域的半径优选大于轴向两端区域的半径，以留出抛光的磨削容量，并有利于保证该区域的强度。