用于光纤外覆层的烟炱径向压制制造技术

本发明专利技术提出一种用于制造光纤预制体的方法和设备，其使用一种具有外壁和内壁的设备。所述外壁围绕所述内壁，所述内壁围绕该设备的内腔。将固结的玻璃棒沉积在内腔中，然后将微粒玻璃材料如玻璃烟炱沉积在玻璃棒周围的内腔中。对微粒玻璃材料施加径向的向内压力，从而抵靠玻璃棒对微粒玻璃材料进行压制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及用于光纤外覆层的烟炱径向压制的方法和设备，具体涉及用于制造光纤预制体的方法和设备。
技术介绍
用于制造光纤预制体的常规化学气相沉积(CVD)工艺，例如外侧气相沉积(OVD) 和气相轴向沉积(VAD)工艺，经常由于OVD工艺的沉积效率的限制的原因，只使用一部分的起始原料。因此，使用由此产生的“废”氧化硅烟炱，可以显著地节约原料成本。因此，已经设计了不同的方法，将在其他情况下不使用的氧化硅烟炱用于光纤预制体的生产中。这些方法包括例如轴向压制、溶胶-凝胶(和其他“湿法”)工艺，这些方法存在许多缺点，包括昂贵、复杂和/或耗时的工艺条件以及装备，可能导致预制体的性质不如所需要的性质，例如在预制体密度和几何性质方面的不可接受的变化性。专利技术概述本专利技术的一个方面是一种用于制造光纤预制体的方法。该方法包括在设备的内腔中沉积玻璃棒，该设备包括外壁和内壁，所述外壁围绕所述内壁，所述内壁围绕所述内腔。 该方法还包括在玻璃棒和内壁之间的内腔中沉积微粒玻璃材料。另外，该方法包括向微粒玻璃材料施加25-250psig的径向的向内压力，从而抵靠玻璃棒对玻璃材料进行压制。在另一个方面中，本专利技术包括一种按照以上方法制造的光纤预制体，其中抵靠玻璃棒压制的微粒材料的密度为0. 6-1. 2克/立方厘米，该预制体沿着其轴向长度具有最大和最小直径，其中所述最小直径至少是所述最大直径的90%。在另一个方面中，本专利技术包括一种用于制造光纤预制体的设备。在一种实施方式中，该设备包括刚性外壁和柔性内壁。所述刚性外壁围绕所述柔性内壁，所述柔性内壁围绕该设备的内腔。柔性内壁的抗张强度优选为95-7000psi，伸长率优选为200-800%。通过在刚性外壁和柔性内壁之间提供加压流体，施加径向的向内压力。在另一种实施方式中，内壁包含具有互相交叉的指状物的卷起片材。通过以相反方向牵拉互相交叉的指状物从而减小卷起片材的直径，施加径向的向内压力。以下详细描述中将提出本专利技术的其他特性和优点，对于本领域普通技术人员而言，这些其他特性和优点中的一部分将通过该详细描述而容易理解，或者通过如本文中包括以下详细描述、权利要求以及附图所述实施本专利技术而了解。应该理解，以上一般描述和以下详细描述提出了本专利技术的实施方式，意图为理解所要求权利的本专利技术的性质和特征提供概况或框架。包括附图从而提供对本专利技术的进一步理解，附图结合在说明书中并构成说明书的一部分。附图说明本专利技术的不同实施方式，与说明书一起解释本专利技术的原理和操作。附图简要描述图1说明一种可以按照本专利技术优选方法使用的设备的部分截面侧视图，其中该设备柔性内壁任一侧上的压力大致相等；图2说明一种可以按照本专利技术优选方法使用的设备的部分截面侧视图，其中该设备柔性内壁和刚性外壁之间的空气已经大部分除去；图3说明一种可以按照本专利技术优选方法使用的设备的部分截面侧视图，其中的玻璃棒居中位于该设备内腔之中；图4说明一种可以按照本专利技术优选方法使用的设备的部分截面侧视图，其中的玻璃烟炱被沉积在玻璃棒和柔性内壁之间的内腔中；图5说明一种可以按照本专利技术优选方法使用的设备的部分截面侧视图，其中通过在刚性外壁和柔性内壁之间提供加压流体，对玻璃烟炱进行压制；图6说明一种可以按照本专利技术优选方法使用的设备的部分截面侧视图，其中从刚性外壁和柔性内壁之间将加压流体大部分除去；图7说明一种从设备中取出并且将进行清洁和固结的压制的烟炱/茎杆组合件的部分截面侧视图；图8A和8B说明一种可以按照本专利技术优选方法使用的具有互相交叉的指状物的片材的侧视图，在图8A中该片材位于未卷起位置，在图8B中该片材位于卷起位置。优选实施方式详述具体参考本专利技术的目前优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中进行说明。 只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记表示相同或类似的部件。本专利技术涉及用于制造光纤预制体的方法和设备，其包括在玻璃表面周围沉积和压制微粒玻璃材料，例如玻璃烟炱。优选该玻璃表面是玻璃棒。优选该玻璃棒是芯杆(core cane)。芯杆表示包含光纤的至少一部分芯玻璃的固结的玻璃棒，最终将使用该芯杆从预制体拉制光纤。芯杆可以包含光纤的至少一部分覆层玻璃，最终将使用该芯杆从预制体拉制光纤。或者，芯杆可以被多孔烟炱覆层围绕。微粒玻璃材料可以是未掺杂的氧化硅，或者微粒玻璃材料可以是掺杂的。可能的掺杂剂至少包括 F、B、Ge、Er、Ti、Al、Li、K、Rb、Cs、Cl、Br、Na、Nd、Bi、Sb、Yb，及其组合。 微粒玻璃材料可以是剩余的喷射烟炱，或者是来自CVD工艺的剩余烟炱(“CVD废烟炱”)， 例如来自OVD工艺的剩余烟炱(“0VD废烟炱”)或来自VAD工艺的剩余烟炱(“VAD废烟炱”)，或者是来自任何其他氧化硅来源如砂子的玻璃烟炱，或者是不同种类的玻璃烟炱的混合物，或者是砂子和玻璃烟炱的混合物。微粒玻璃材料可以是未处理的(例如不含附加凝结剂或溶剂的氧化硅烟炱或CVD 废烟炱)，或者可以用一种或多种凝结剂或溶剂如水或有机溶剂进行处理。在优选的实施方式中，微粒玻璃材料是未处理的。优选微粒玻璃材料的平均振实密度为0. 1-1. 0克/立方厘米，甚至更优选为0. 1-0. 5克/立方厘米，例如0. 2-0. 4克/立方厘米，包括约0. 3克/立方厘米。参见图1-6，这些图说明了本专利技术的优选方法和设备。图1显示一种可以按照本专利技术实施方式使用的设备的部分截面侧视图。设备100包括圆筒形刚性外壁102和柔性内壁104，其中柔性内壁104围绕设备的内腔108，刚性外壁102和柔性内壁104之间的区域限定环状空腔106。“刚性”表示相对于柔性内壁104为刚性，“柔性”表示相对于刚性外壁 102为柔性。在图1中所示的实施方式中，柔性内壁104任一侧上的压力大致相等，S卩，环状空腔106中的压力大致等于内腔108中的压力。设备100还包括顶部端盖110(如图5和 6中所示)和底部端盖112。顶部端盖110和底部端盖112各自优选包含用于接受和居中玻璃棒的中线孔(未显示)。顶部端盖110和底部端盖112各自优选在环状空腔106的顶部和底部提供压力密封，还各自优选允许内腔108中的过多空气经由中线孔逸出。用于端盖的优选材料包括金属如铝或塑料。圆筒形刚性外壁102可以由具有能承受环状空腔106中的最大正常操作压力的机械强度而不发生可察觉的变形的任意材料制造。在一种优选的实施方式中，圆筒形刚性外壁102由铝制造。用于圆筒形刚性外壁102的其他优选材料包括例如其他金属或塑料。在一种优选的实施方式中，圆筒形刚性外壁102沿着其轴向长度具有基本均勻的直径。在另外的优选实施方式中，圆筒形刚性外壁102具有沿着其轴向长度略微变化的直径，从而应对设备100的顶部和底部可能存在的压力差异。圆筒形刚性外壁102可包含均勻的圆筒形片，或者可包括端部对端部连接的两个或更多个圆筒形段。柔性内壁104可以由具有足够的弹性和屈服强度的任意材料制造，当所述材料在环状空腔106中受到最大正常操作压力时，该材料能够充分地在径向进行向内弹性变形而不会遭受塑性变形。在一种优选的实施方式中，柔性内壁104是由胶乳材料制造的管道，例如从皮肯美国公司(Piercan USA, Inc.)得到的标准弹性体胶乳管道。用于柔性内壁10本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于制造光纤预制体的方法，其包括以下步骤：在设备的内腔中沉积玻璃棒，该设备包括外壁和内壁，所述外壁围绕所述内壁，所述内壁围绕所述内腔；在玻璃棒和内壁之间的内腔中沉积微粒玻璃材料；和向微粒玻璃材料施加２５－２５０ｐｓｉｇ的径向的向内压力，以抵靠玻璃棒压制微粒玻璃材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·B·道斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US