光纤预制件的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种光纤预制件的制造方法，它包括下列步骤：将由硅基材料制成的棒体放置在模具的腔中，随后将模压成型材料装填在模腔内，并从外侧对模具施加压力，以形成在棒体表面的多孔层，由此获得多孔预制件，其中至少棒体的一端部在对模具施加压力的步骤中伸到模腔外。特殊的方法还可以制造出高质量的免除断裂或破裂的多孔预制件，从而也可获得高质量的去掉了残留气泡的光纤预制件。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是用于通信和光器件领域中。管中棒法是公知的。在管中棒法中，将用作芯的玻璃插入用作包层的玻璃管中，在这种条件下，将玻璃管和玻璃棒组件加热致使熔合，从而形成一整体。然而，采用通常方法，玻璃管和玻璃棒在加热熔合步骤中容易造成破裂，这是由于气泡会保留在制造的光纤预制件中，随后，通过拉伸有缺陷的光纤预制件所制备的光纤会变脆并且可靠性降低。人们进行了艰苦的研究，试图研制出一种液压压制方法，用来代替管中棒法，在这种情况下，多孔预制件是通过在用作芯的玻璃棒外表面上由液压压制方法形成一多孔包层来制备的，随后经脱水和烧结多孔预制件以形成透明的玻璃包层，由此获得光纤预制件。液压压制方法公开在，例如，公开未审的日本专利申请号59-19891和61-256937中。在使用液压压制方法的情况下，用作芯的棒材即玻璃棒，如可以由硅基材料制成，它是放于由弹性材料制成的模具中，进而，将包含有硅基粉末的模压材料作为主要原材料填充在棒材的周围，在这种条件下，要从模具的外侧通过液压对模具加压，以便在玻璃棒的表面形成多孔层，由此，获得了由玻璃芯棒和多孔包层组成的多孔预制件。然后，将多孔预制件从模具中取出，随后对多孔预制件进行干燥、去油、脱水和烧结处理，以便获得光纤预制件。在玻璃棒表面通过液压压制方法制成多孔层后，对模芯施加大约1.5吨/平方厘米(T/cm2)约1至50分钟的压缩负荷。应当注意的是，对于粉末模压材料没有均匀地施加压缩负荷。结果是在玻璃棒表面形成的多孔层会变形，随之，多孔层便不能与玻璃棒同心，进而导致玻璃棒断裂。特别是，玻璃棒的断裂会随着玻璃棒直径的减小而增加。还要注意的是，由玻璃棒断裂所产生的影响会使所形成的多孔层破裂或裂开。在光纤预制件通常制造方法中，要对多孔层的端部进行锥形修整处理，致使多孔层的外径在顺其边缘处减小。锥形修整处理是试图在多孔层处理即烧结处理以后平整的预制成型，并且防止了多孔层的端部在预制件加工过程中的断裂。在将锥形修整处理用于在玻璃芯棒上形成多孔层时，将多孔预制件放置在模具中，其中环形工具用来形成端部，每端均具有锥形内圆形表面，将它们放置在多孔预制件相应的端部。在这种条件下，对多孔层施加预定的液压。在该模压步骤中，模具内端部的模压材料如硅基粉末的负荷密度会出现不均匀，或是端部的空气不能完全除去，从而不能获得高质量的多孔预制件。上述困难来源于压制成型步骤中的成型材料的性能。例如，在压制步骤中，玻璃棒受到的是型腔径向的压缩负荷，从而在玻璃棒的轴向会出现滑移。由于玻璃棒的运动被局限于模具中，因此，对玻璃棒施加的负荷是不均匀的。所以，应力会局部集中的玻璃棒上。例如，应力会集中在玻璃棒的中心部分上或是集中在玻璃棒纵向的两端部，从而产生上述的断裂问题。还要注意的是，模具的端部具有比其中部要高的机械强度，当然，在模具端部形成的多孔层变形的可能性就要比在模具中部形成的多孔层小的多。另外，模压材料在模具端部移动的可能性也比在其中部要小的多。随后，当对模具内的模压材料加压时，模具中部的模压材料受到足够的压力，并且向端部移动。然而，在模具的端部，多孔层是不可能变形的，模压材料在模具的端部也不会移动。在这种情况下，模压材料的负荷密度将会不均匀，并且空气也不会从模具内完全除去。如上所述，采用通常的液压压制方法，多孔层可通过液压压制方法在芯棒元件的表面上形成，随后，对制成的多孔预制件施行精制和烧结处理，以便制成光纤预制件。然而，采用这种工艺技术，光纤预制件的产量会很低。本专利技术的目的就是提供一种，它可以使制备的多孔预制件不裂开和破裂，并且它还可以高效率的制造出高质量的光纤预制件，而使预制件免除了多余的部分。按照本专利技术，提供了一种，它包括下列步骤将由硅基材料制成的棒状构件放置在模具的腔中，随后，在模腔内填充模压材料;从模具的外部对模具施加压力，从而在棒状构件的表面上形成多孔层，由此，获得一多孔预制件;接着，对从模具中取出的预制件进行净化处理和烧结处理，以便获得光纤预制件，其中允许棒状构件的至少一端部在对模具施加压力的步骤中伸到模腔的外面。本专利技术其它的目的和优点将通过后面的说明书来描述，并且部分会从说明书中了解，或是通过专利技术的实施来知道。借助于在后续权利要求中所特别指出的手段和方法便可实现和获得本专利技术的目的和优点。构成说明书的一部分还包括附图，它具体示出了本专利技术的实施例，下面将对最佳实施例进行详细的描述，以用来解释专利技术的原理。附图说明图1和2共同示出了按照本专利技术的一实施例的方法。图3和4共同例示出了用于本专利技术方法中的中心保持工具。图5和6共同示出了用于本专利技术方法中模腔的另一实施例的重要部分。图7例示了用于本专利技术方法中的模压工具的一端部。图8、14、18和20示出了按照本专利技术其它实施例的方法。图9A～9D示出了用于本专利技术方法中的多孔预制件。图11A～11D共同示出了通过按照本专利技术另一实施例的方法制成多孔预制件的各步骤。图12A～12C示出了用于本专利技术方法中的模具和棒状构件。图13示出了用于通常方法中的模具和棒状构件。图15示出了图14所示方法中多孔预制件是如何从模具中取出的。图17A和17B共同示出了用于本专利技术方法中的工具。图19示出了图18所示方法中成型材料是如何被填充到模腔中的。图21示出了用于图20所示方法中的监视器指示部分。让我们参照附图来描述本专利技术的一些实施例。例1图1和2共同图示出用于本专利技术方法中CIP(冷等压压制)模压设备。附图所示参考数字11表示圆筒形模具，它是由弹性材料制成的，如橡胶或塑料材料。图中所示部件包括一对模压盖体12和13，一对用以形成端部的工具16和17，应力吸收部件22和23，一对端面成形工具24和25，一耐压容器30，中心保持工具35，棒体38，模压材料39，多孔层40和压力传递介质41。每个模压盖体12和13都是盘形的，它是由多个步骤形成在外表面上。用以调整应力的凹形部分14和15是分别在这模压盖体12和13的中心部分上形成的。这模压盖体是由金属制成的。另外，具有与金属基本相同刚性的橡胶或塑料材料可用于制成这模压盖体12和13。可以在至少一模压盖体上提供在其厚度方向上伸延的通孔，用以从上述模腔内吸取空气。端部成形工具16、17是环形的，它们分别包括圆孔18、19和锥形内表面20、21。这些端部成形工具16、17是由与用于形成模压盖体12、13相同的材料制成的。应力吸收部件22、23可选择能够塑性变形或弹性变形的材料制成。例如，这些应力吸收部件22和23是采用橡胶、塑料材料包括泡沫或包含弹性元件的金属，以柱形或卷绕形制成，使得这些端部成形工具能够分别放置在凹槽14和15中。端面成形工具24和25是圆盘形的，并且在其一侧上分别具有凸出表面26、27。每个凸出的表面是半球形的或圆锥形的。另外，通孔28和29分别在这些端面成形工具24和25的中心部分上形成的。与用于制成成型盖体相同的材料还可用于制成这些端面成形工具24和25。如后所述，这些端面成形工具24和25能够支撑棒状构件38，因为棒状构件38是与通孔28、29相配合的。耐压容器30是由具有压力传递介质41的入口部分31和出口部分32的金属圆筒来提供的。这入口部分和出口部分是在金属圆筒的侧壁上形成的。支撑元件33和34分别安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光纤预制件的方法，包括下列步骤：将由硅基材料制造的棒体放置在模具的腔内，随后将模压材料装填在模腔内；和从外侧对模具施加压力使得在棒体表面形成多孔层，由此获得多孔预制件，其中在对模具施加压力的步骤中，至少棒体的一端部伸到模腔的外面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥诚人，本宪嗣，日原弘，佐藤继男，吉田和昭，森川孝行，八木健，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]