一种石英玻璃的制备装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105948468A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610398800.2(22)申请日2016.06.07(71)申请人长飞光纤光缆股份有限公司地址430074湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷大道九号(72)发明人郭飞熊良明曹蓓蓓郭王欢毛召召(74)专利代理机构武汉臻诚专利代理事务所(普通合伙)42233代理人郝新慧(51)Int.Cl.C03B20/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种石英玻璃的制备装置(57)摘要本发明公开了一种以天然石英砂或人造石英粉料制备高纯的石英玻璃的装置。该装置包括炉腔(5)、供料器(2)，以及置于炉腔内的喷灯(4)、旋转支架(7)和基板(11)。将石英砂或者石英粉通过供料器精确的送入氢氧焰喷灯，在火焰下形成不完全熔融的颗粒，并逐渐沉积在旋转支架上的基板上，形成多孔石英玻璃体。本发明原材料利用率高，制备形成的石英玻璃材料羟基和杂质含量低，尺寸波动小，减少了后续加工成本。CN105948468ACN105948468A权利要求书1/1页1.一种石英玻璃的制备装置，其特征在于，包括炉腔(5)、供料器(2)，以及置于炉腔内的喷灯(4)、旋转支架(7)和基板(11)；所述供料器(2)用于将石英颗粒通过炉腔内喷灯(4)加热后输送到炉腔，所述基板(11)至于旋转支架(7)上，所述旋转支架(7)带动基板(11)转动；工作时，石英颗粒被熔融后喷涂在基板(11)上，在石英颗粒熔融喷涂过程中，基板(11)持续转动。2.一种如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供料器(2)上设有料斗(1)，所述料斗(1)装有振动装置，用于防止石英颗粒下料过程中堵塞料斗(1)。3.一种如权利要求1所述的装置，其特征在于，供料器由电机(19)、送料管道(20)、送料螺杆(21)和料槽(22)组成，通过电机(19)驱动送料螺杆(21)旋转，用于推动落入的石英砂向前送入料槽(22)，所述送料螺杆(21)用于通过调整转速来调整供料速度。4.一种如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，送料管道由陶瓷、不锈钢或石英玻璃制成。5.一种如权利要求1所述的装置，其特征在于，供料器连接载气入口(12)，通过载气入口(12)通入载气，供料速度0～100g/min。6.一种如权利要求5所述的装置，其特征在于，载气为氢气、氧气、氮气。7.一种如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，旋转支架(7)和基板(11)连接有驱动装置，共同构成可垂直移动和水平旋转的旋转平台；在石英颗粒熔融喷涂过程中，旋转平台在水平方向上持续转动。8.一种如权利要求7所述的装置，其特征在于，在石英颗粒熔融喷涂过程中，石英颗粒首先在基板(11)上熔融变成透明石英玻璃基层(10)，当该基层(10)高度达到10mm以上时，旋转平台开始下降。9.一种如权利要求7所述的装置，其特征在于，旋转平台的转速为0～18rpm/min，下降速率为0～1.21mm/min。10.一种如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，载气为氢气，料槽(22)与氢气管道(13)连接，以氢气为载气将落入料槽(22)的石英颗粒带入喷灯(4)。2CN105948468A说明书1/4页一种石英玻璃的制备装置技术领域[0001]本发明属于光纤光缆技术领域，更具体地，涉及一种石英玻璃的制备方法与制备装置。背景技术[0002]石英玻璃由于其优异的耐高温性能、热膨胀系数、耐热震性、化学稳定性、绝缘性和光学性能，被广泛的应用于光源、电子、光通讯、仪表、激光、航天、核技术和国防等高科技领域。目前制作高纯石英玻璃主流的制作方法是化学合成法、电熔法、气炼法和等离子喷涂。[0003]化学合成法是用含硅的前驱体(例如SiCl4等)，通过火焰加热，与氢气和氧气反应，水解生成二氧化硅烟炱体，沉积在目标靶材上形成多孔石英体，然后通过高温干燥和烧结，形成透明石英玻璃，该方法制备的石英玻璃，缺陷和杂质含量低，内部均匀，光学性能卓越，被广泛应用于光纤预制棒和半导体元件。但化学合成法制备石英玻璃，其设备造价昂贵，原材料利用率只有70％左右，另外需要投入大量的费用去收集处理排放的粉尘和HCl/Cl2等废气，增加了制造成本。[0004]电熔法、气炼法和等离子喷涂主要使用石英砂为原材料制备石英玻璃。电熔法是将石英砂放置于耐高温容器中，通过电炉加热，将石英砂直接熔融形成石英玻璃，此方法制备的石英玻璃其纯度和均匀性不高，而且内部容易产生气泡，一般用于制备要求较低的石英制品；等离子喷涂技术是将石英砂通过等离子焰熔融喷涂在目标靶材上，直接形成透明石英玻璃，该技术已经在一些企业内应用于制备高纯石英柱和石英管，但是由于设备造价高，能耗高，生产周