一种玻璃毛细管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃毛细管及其制备方法，其方法为：将玻璃棒分割成两半圆棒，及在各所述半圆棒的截面上制出符合设计要求的若干个槽；基于各所述槽的几何中心将各所述半圆棒进行第一冷加工制成组合棒；将若干个第一玻璃管、组合棒和第二玻璃管排列制成玻璃毛细管胚管；在拉丝设备上对所述玻璃毛细管胚管进行控压处理，并拉制成玻璃毛细管长坯；根据产品要求，将所述玻璃毛细管长坯进行第二冷加工制成玻璃毛细管成品。本发明专利技术提供的玻璃毛细管制备方法制备过程简易，第一玻璃管、两半圆棒构成的组合棒以及第二玻璃管能够实现良好的收缩结合，且槽间距及槽尺寸精度高，避免质量缺陷产生，实现了低成本、高精度、高效率的玻璃毛细管的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃毛细管及其制备方法
本专利技术涉及光纤通信器件系统，尤其涉及一种玻璃毛细管及其制备方法。
技术介绍
术语解释：玻璃毛细管：采用玻璃材质制作的内径小于等于1毫米的细管，其中光通信用的玻璃毛细管采用高硼硅玻璃材料。外内径比：玻璃管的外径与内径的比值，在光纤通信中应用的玻璃毛细管的比值通常大于7。光纤通信器件中为了减少信号在连接中的损耗或为实现特定功能，需要采用玻璃毛细管对单根或多根光纤进行精确的定位。玻璃毛细管由于定位精度高(外径尺寸公差±0.005mm，内径尺寸公差±0.002mm)、工艺性能好、性价比高、透明可检视等优势，而在光纤隔离器、密集型光波复用等光纤通信器件中得到了大量的使用。常规通信光纤的直径仅有0.125mm，为确保定位精度，光纤通信所用的玻璃毛细管的内径典型尺寸是0.128±0.002mm。同时为了兼顾工艺上的可操作性，光纤通信用的玻璃毛细管的外径通常大于1mm，因此光纤通信用的玻璃毛细管的外内径比值通常大于7。玻璃毛细管通常采用胚管拉伸技术制造，玻璃毛细管的尺寸精度主要由胚管的制备技术和拉制技术决定，其中高精度胚管的制备技术是玻璃毛细管的关键技术之一。由于光纤通信用的玻璃毛细管的外内径比值大，同时对尺寸精度要求高，传统的大尺寸玻璃管制造技术如人工吹拔、机械拉管等方法均难以制造出满足要求的胚管。目前光纤通信用玻璃毛细管的制备方法主要如下：1.热熔成型拉丝法；如专利文件(公开号：CN200410065524.5)公开了一种采用热熔玻璃在拉伸过程中包裹金属细丝，再采用酸腐蚀去除金属丝来制作玻璃毛细管的方法；专利文件(公开号：CN200510038673.7)公开了一种在模具内将玻璃热熔成型为胚管再拉制成玻璃毛细管的方法；专利文件(公开号：CN201810834469.3)公开了一种将穿入异型孔模具的空心玻璃棒放入高温熔炉拉丝成型得到异形孔毛细管的方法。2.堆积排列拉丝法；专利文件(公开号：CN201410013429.4)公开了一种在玻璃管内通过堆积排列若干玻璃细丝和玻璃细管组装成预制棒再拉制成毛细管的方法。3.玻璃棒打孔拉丝法；专利文件(公开号：CN201810836769.5)公开了一种用精密打孔设备在玻璃棒上制作出微长孔然后拉丝制作毛细管的方法，专利文件(公开号：CN201821138661.0)公开了一种用于光纤毛细管的打孔机。然而，方法1对模具的性能要求十分苛刻，而且由于高硼硅玻璃的成形温度高达1260℃，在此高温下材料会出现氧化、软化、变形、脆裂等问题，难以制造出高精度的胚管，工艺实现的难度大、成品率低以及制造成本高。方法2中由于玻璃丝在玻璃管内难以实现密堆积，所以内玻璃管的定位精度低，同时由于存在大量的空隙与玻璃丝界面，在拉制过程中这些空隙在负压下收缩会引起外管的不规则变形和内管的尺寸位置的变化，而且由于大量玻璃丝界面的存在，玻璃在拉制过程中容易出现析晶现象，导致出现微孔变形、错位、内部气线、析晶等不良现象，导致成品率低，制造成本偏高。方法3中根据精密机械理论，当孔深大于2.5倍孔径时，加工精度将随深度的增加而明显下将；经计算，光纤通信玻璃毛细管胚棒的内孔尺寸要求小于4mm，而长度需要大于400mm，深径比大于100倍，这种深长孔加工对加工设备的精度要求高、加工难度大、加工效率低且加工精度难以满足要求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种玻璃毛细管及其制备方法。本专利技术所采用的第一技术方案是：一种玻璃毛细管制备方法，包括以下步骤：将玻璃棒分割成两半圆棒，及在各所述半圆棒的截面上制出符合设计要求的若干个槽；基于各所述槽的几何中心将各所述半圆棒进行第一冷加工制成组合棒；将若干个第一玻璃管、所述组合棒和第二玻璃管排列组合制成玻璃毛细管胚管；在拉丝设备上对所述玻璃毛细管胚管进行控压处理，并拉制成玻璃毛细管长坯；根据产品要求，将所述玻璃毛细管长坯进行第二冷加工制成玻璃毛细管成品。可选地，所述将玻璃棒分割成两半圆棒，及在各所述半圆棒的截面上制出符合设计要求的若干个槽这一步骤，包括以下步骤：将选取的玻璃棒纵向切割为尺寸相同的两个半圆棒；根据设计要求在各所述半圆棒的纵截面上制出若干个槽；对各所述半圆棒的纵截面和槽面进行表面处理制成半圆棒。可选地，所述槽包括圆形槽、四边形槽、椭圆槽、跑道形槽、正多边形槽或三角形槽中的至少一种。可选地，所述第一冷加工包括粘合、磨棒和抛光中的至少一种，所述基于各所述槽的几何中心将各所述半圆棒进行第一冷加工制成组合棒这一步骤，具体包括以下步骤：将表面处理后的各所述半圆棒进行粘合制成粘合后的组合棒；将粘合后的组合棒基于各所述槽的几何中心进行磨棒制成磨棒后的组合棒；对磨棒后的组合棒的圆柱面进行精磨或抛光处理制成组合棒。可选地，所述对磨棒后的组合棒的圆柱面进行精磨或抛光处理制成组合棒这一步骤，还包括以下步骤：在精磨或抛光后的组合棒两端加工出捆扎槽后，对各精磨或抛光后的组合棒进行清洗；基于捆扎槽将清洗后的组合棒采用预设材料进行捆扎制成组合棒。可选地，所述将若干个第一玻璃管、所述组合棒和第二玻璃管排列组合制成玻璃毛细管胚管这一步骤，具体包括以下步骤：将若干个第一玻璃管对应置入所述组合棒的若干槽内制成第一组合体；将所述第一组合体置于所述第二玻璃管内制成第二组合体；对所述第二组合体固定处理制成玻璃毛细管胚管。可选地，所述在拉丝设备上对所述玻璃毛细管胚管进行控压处理，并拉制成玻璃毛细管长坯这一步骤，具体包括以下步骤：在拉丝设备上对玻璃毛细管肧管下端进行熔融处理，待所述玻璃毛细管胚管下端收缩融合对所述玻璃毛细管肧管进行控压处理；对控压处理后的玻璃毛细管胚管进行拉制处理制成玻璃毛细管长坯。可选地，所述控压处理包括气体填充和抽真空，所述对玻璃毛细管胚管进行控压处理具体为：对第一玻璃管内腔进行气体填充，及对第一玻璃管与第二玻璃管之间的空腔进行抽真空。可选地，所述第二冷加工包括切割、研磨或锥孔成形中的至少一种，所述根据产品要求，将所述玻璃毛细管长坯进行第二冷加工制成玻璃毛细管成品这一步骤，具体包括以下步骤：根据产品要求，对所述玻璃毛细管长坯进行分段切割制成切割后的玻璃毛细管坯；对切割后的玻璃毛细管坯的端面进行研磨处理制成端面研磨后的玻璃毛细管坯；对端面研磨后的玻璃毛细管坯进行锥孔成形处理制成玻璃毛细管成品。本专利技术所采用的第二技术方案是：一种玻璃毛细管，所述玻璃毛细管采用上述所述的一种玻璃毛细管制备方法制成。本专利技术的有益效果是：相较于现有技术方案，本技术方案玻璃毛细管制备方法对设备材质性能和精度无特殊要求，玻璃毛细管制备过程中组件少、操作简易，而且第一玻璃管、两半圆棒构成的组合体以及第二玻璃管的间隙及界面面积小，真空与高温环境下第一玻璃管、两半圆棒构成的组合棒以及第二玻璃管能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃毛细管制备方法，其特征在于，包括：/n将玻璃棒分割成两半圆棒，及在各所述半圆棒的截面上制出符合设计要求的若干个槽；/n基于各所述槽的几何中心将各所述半圆棒进行第一冷加工制成组合棒；/n将若干个第一玻璃管、所述组合棒和第二玻璃管排列组合制成玻璃毛细管胚管；/n在拉丝设备上对所述玻璃毛细管胚管进行控压处理，并拉制成玻璃毛细管长坯；/n根据产品要求，将所述玻璃毛细管长坯进行第二冷加工制成玻璃毛细管成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种玻璃毛细管制备方法，其特征在于，包括：
将玻璃棒分割成两半圆棒，及在各所述半圆棒的截面上制出符合设计要求的若干个槽；
基于各所述槽的几何中心将各所述半圆棒进行第一冷加工制成组合棒；
将若干个第一玻璃管、所述组合棒和第二玻璃管排列组合制成玻璃毛细管胚管；
在拉丝设备上对所述玻璃毛细管胚管进行控压处理，并拉制成玻璃毛细管长坯；
根据产品要求，将所述玻璃毛细管长坯进行第二冷加工制成玻璃毛细管成品。


2.根据权利要求1所述的一种玻璃毛细管制备方法，其特征在于，所述将玻璃棒分割成两半圆棒，及在各所述半圆棒的截面上制出符合设计要求的若干个槽这一步骤，包括以下步骤：
将选取的玻璃棒纵向切割为尺寸相同的两个半圆棒；
根据设计要求在各所述半圆棒的纵截面上制出若干个槽；
对各所述半圆棒的纵截面和槽面进行表面处理制成半圆棒。


3.根据权利要求2所述的一种玻璃毛细管制备方法，其特征在于，所述槽包括圆形槽、四边形槽、椭圆槽、跑道形槽、正多边形槽或三角形槽中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的一种玻璃毛细管制备方法，其特征在于，所述第一冷加工包括粘合、磨棒和抛光中的至少一种，所述基于各所述槽的几何中心将各所述半圆棒进行第一冷加工制成组合棒这一步骤，具体包括以下步骤：
将表面处理后的各所述半圆棒进行粘合制成粘合后的组合棒；
将粘合后的组合棒基于各所述槽的几何中心进行磨棒制成磨棒后的组合棒；
对磨棒后的组合棒的圆柱面进行精磨或抛光处理制成组合棒。


5.根据权利要求4所述的一种玻璃毛细管制备方法，其特征在于，所述对磨棒后的组合棒的圆柱面进行精磨或抛光处理制成组合棒这一步骤，还包括以下步骤：
在精磨或抛光后的组合棒两端加工出捆扎槽后，对各精磨或抛光后的组合棒进行清洗；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何相平，李建杰，骆志财，黄朋，罗新华，智健，
申请(专利权)人：广州宏晟光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44