一种低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103224318A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103224318103224318A(43)申请公布日2013.07.31(21)申请号201310128619.6(22)申请日2013.04.14(71)申请人久智光电子材料科技有限公司地址065001河北省廊坊市经济技术开发区华祥路85号(72)发明人孙丽丽秦卫光张锦李文彦王春玲刘晓光谷巨明刘旭阳(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人刘萍(51)Int.Cl.C03B20/00(2006.01)C03B37/012(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称一种低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法(57)摘要本发明涉及一种低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法。本发明等离子体焰炬放置在熔炉侧下部，与水平成10～80°角，等离子体焰炬作水平运动，水平运动速度为1—10mm/min，熔制温度即石英砣表面的温度为1800℃～2500℃；石英砂通过位于等离子体焰炬上端口的下料管或由等离子体装置中心气流送入，喷射在悬吊着石英棒的靶棒上，不断熔化成玻璃态，在靶棒底部和外围沉积熔体；熔化的玻璃随着石英靶棒向上离开高温区后逐渐冷却成为实心柱状固体玻璃砣。本发明实心石英砣纯度高、羟基含量低、软化点高、强度高、耐温性能好、直径均一性好、石英挥发物造成的杂质点减少。同时石英砣直径较大、长度较长，可用于制作光纤预制棒大套管。CN103224318ACN103248ACN103224318A权利要求书1/1页1.一种低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法，包括如下步骤：（1）采用等离子体焰炬产生的火焰作为熔制石英玻璃的热源，等离子体焰炬放置在熔炉侧下部，与水平成10～80°角，等离子体焰炬作水平运动，水平运动速度为1—10mm/min，熔制温度即石英砣表面的温度为1800℃～2500℃；（2）石英砂通过位于等离子体焰炬上端口的下料管或由等离子体装置中心气流送入，在侧下部等离子体火焰的加热下喷射在悬吊着石英棒的靶棒上，不断熔化成玻璃态，在靶棒底部和外围沉积熔体；(3)熔化的玻璃随着石英靶棒向上离开高温区后逐渐冷却成为实心柱状固体玻璃砣。2.如权利要求1所述的低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中悬吊着石英棒的靶棒底部位于等离子火焰高温区，靶棒一面按照3-10转/分的转速匀速旋转，一面不断提升，提升速度：0.2-0.5mm/min，熔制100-225小时，并且保证等离子体焰炬与靶棒底部距离为20-120mm。3.如权利要求1所述的低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法，其特征在于，所述的靶棒的直径为200-310mm，长度为50-200mm。4.如权利要求1所述的低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法，其特征在于，石英砂下料量为1.2—4kg/h。2CN103224318A说明书1/6页一种低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法技术领域[0001]本发明涉及石英制品的制备方法，特别涉及一种低羟基大直径大长度实心石英砣的制备方法。背景技术[0002]1.目前制备实心石英砣的现有技术主要是立式气炼制砣法。不论连续气炼制砣还是间歇气炼制砣都是用立式制砣机以氢氧焰作热源，温度1850℃～1950℃将石英粉料熔制成为石英砣，如图1所示，石英粉料从下料管进入火头，经氢氧焰熔制成石英砣。该方法的缺点是：①用氢氧焰作热源，导致石英砣中羟基含量高，一般都在200ppm～300ppm，羟基含量高的石英制品软化点低，耐温性能差，强度低，不适合用于半导体、太阳能、高档光源等领域中高性能要求的石英产品及核心元件；②由于氢氧焰燃烧器位于熔炉顶部，使高温区集中在炉膛内顶部和靶托以上的狭小区域内，因而高温下产生的大量石英挥发物易附着在炉膛顶部的内壁上，随后在整个生产过程中极易掉落到位于正下方的石英砣上，产生大量白色杂质点，造成产品质量下降。③气炼法制砣实际上是靠石英粉料熔化后的玻璃体在靶托上堆积形成的。但由于高温下石英玻璃的黏度降低，受离心力和重力作用，熔体在向周边流动的同时难免也会向下方流动，造成熔制砣的直径规整性极差，也使砣外壁质量水平下降，影响产品的利用率。[0003]2.芯棒插入大尺寸套管组成光纤预制棒的套管法（RIC）——作为一种光纤预制棒生产技术，多年来在全球光纤生产领域一直占据极其重要的地位。等离子体卧式固相外沉积法（PSOD）是生产大尺寸套管的主要技术，具有质量优异、工序简便、成本优势等特点。如图2所示，等离子卧式固相外沉积技术是利用高频电磁场使工作气体（压缩空气、氩气等）电离产生等离子体火焰，同时石英砂通过下料管在等离子火