用于光纤外包覆的烟炱径向压制制造技术

一种用于制备光纤预制件的方法和设备。该设备具有外壁和内壁。外壁包围内壁，内壁包围设备的内腔。将芯棒放置在内腔后，将微粒玻璃材料如玻璃烟炱沉积到芯棒周围的内腔。最终包层烟炱中至少有10%的烟炱已经涂覆在芯棒上。沿径向对玻璃微粒材料施加内向压力，将微粒玻璃材料压向芯棒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光纤外包覆的烟炱径向压制相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§ 119(e)要求2010年8月27日提交的美国临时专利申请第61/377，501号的优先权，本文以该申请为基础并将其完整地结合于此。专利技术背景
本专利技术一般涉及用于光纤外包覆的烟炱径向压制的方法和设备，尤其涉及制备光纤预制件的方法和设备。
技术介绍
因为烟炱产量和化学气相沉积(CVD)工艺的沉积效率的限制，用于制备光纤预制件的常规CVD工艺如外部气相沉积(OVD)和气相轴向沉积(OVD)通常只利用了一部分原材料。因此，使用其他方法利用烟炱制备光纤预制件是有吸引力的。因此，人们已经专利技术了在光纤预制件的生产中利用二氧化硅烟炱的不同方法。这些方法包括例如轴向压制法、溶胶-凝胶法(及其他“湿”法)，它们具有一系列缺点，包括昂贵、复杂和/或耗时的加工条件和设备等，并且所得预制件缺乏令人满意的性能，如预制件密度和几何形状具有不可接受的变化。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是制备光纤预制件的方法。该方法包括将光纤预制件半成品放入设备的内腔，该光纤预制件半成品包含一种被多孔烟炱区包围的内芯材料，该多孔烟炱区包含的包层烟炱的厚度将占光纤成品玻璃包层厚度的至少10%。在一些实施方式中，多孔烟炱区占预制件半成品厚度的15%到75%，更优选15%到50%。在其他一些实施方式中，多孔烟炱区占预制件半成品厚度的30%到100%。微粒玻璃材料，例如二氧化硅烟炱、掺杂二氧化硅烟炱或气相二氧化硅烟炱材料，可以沉积到内腔中预制件半成品与内壁之间，然后对微粒玻璃材料施加沿径向向内的压力，将微粒玻璃材料压向所述预制件半成品上的多孔烟炱区。此处所述的二氧化硅烟炱材料指的是由二氧化硅或掺杂有掺杂剂如氧化锗、磷、氟、二氧化钛、氯等的二氧化硅制备成的无定形烟炱颗粒材料。在一些实施方式中，包含多孔烟炱区的预制件半成品优选占可以立即被拉制成光纤的待完成光纤预制件厚度的不到70%，更优选低于50%，甚至更优选低于30%，最优选低于25%。 形成预制件半成品的外部部分的多孔烟炱区有助于经过压制的微粒玻璃材料获得对预制件半成品的良好附着性。拥有此多孔烟炱区作为预制件半成品的外部部分缓解了将微粒玻璃材料直接压制到固结玻璃预制件上时遇到的附着问题。在一些实施方式中，我们发现通过控制至少多孔烟炱区外部部分的密度低于0.6g/cm3,能显著增加预制件半成品的多孔烟炱区与经过压制的微粒玻璃材料之间的附着性。施加压力的设备包含外壁和内壁，外壁包围内壁，内壁包围内腔。微粒二氧化硅烟食材料可以沉积在内腔中预制件半成品与内壁之间。沿径向对微粒玻璃材料施加25psig到50psig的内向压力，更优选IOOpsig到250psig,从而将玻璃材料压向预制件半成品。利用本文所述的方法制备了光纤预制件，其中压制到预制件半成品上的微粒材料密度为0.6g/cm3到1.2g/cm3,预制件沿轴向长度具有最大和最小直径,其中最小直径为最大直径的至少90%。本专利技术的其他特征和优点将在后文的详细描述里列出，对本领域的技术人员而言，其中部分特征和优点根据说明书是显而易见的，或者可通过实施包括后文的详细描述、权利要求和附图在内的本文所述的专利技术而得到了解。应当理解的是，前面的一般性描述和后文的详细描述给出了专利技术的实施方式，并希望提供一个理解要求保护的本专利技术的性质和特征的概况或框架。所包含的附图提供了对本专利技术的进一步理解，并将其结合到说明中构成此说明书的一部分。附图举例说明了本专利技术的不同实施方式，并同说明书一起用来解释本专利技术的原理和操作。附图说明图1为按照本专利技术优选方法采用的设备的部分横截面侧视图，其中设备的柔性内壁两侧的压力近似相等；图2为按照本专利技术优选方法采用的设备的部分横截面侧视图，其中设备的柔性内壁与刚性外壁之间的空气被大部分排出；图3为按照本专利技术优选方法采用的设备的部分横截面侧视图，其中预制件半成品居中于设备的内腔中；图4为按照本专利技术优选方法采用的设备的部分横截面侧视图，其中玻璃烟炱被沉积在内腔中预制件半成品与柔性内壁之间；图5为按照本专利技术优选方法采用的设备的部分横截面侧视图，其中玻璃烟炱通过在刚性外壁与柔性内壁之间提供压制流体而被压制；图6为按照本专利技术优选方 法采用的设备的部分横截面侧视图，其中刚性外壁与柔性内壁之间的压制流体被大部分排出；及图7为从设备中取出并准备进行清洁和固结的经过压制的烟炱/预制件半成品组件的部分横截面侧视图。具体实施方式现在详细参考本专利技术的优选实施方式，其中一些例子在附图中解释。在任何可能的时候，所有附图都使用相同的附图标记表示同一或类似的部分。本专利技术涉及制备光纤预制件的方法和设备，所述方法和设备包括围绕预制件半成品沉积和压制微粒玻璃材料，如微粒二氧化硅烟炱。预制件半成品的意思是由内芯区和部分包层区组成的预制件，其中至少所述部分包层区的外部是由未固结的多孔玻璃烟炱组成。预制件半成品的多孔烟炱区可以是例如通过OVD法沉积的微粒二氧化硅烟炱，并且该微粒二氧化硅烟炱未经固结以排除OVD过程中总是被截留在其中的空气。因此，预制件半成品可由未固结的多孔烟炱层组成，所述烟炱层将变成光纤的玻璃的至少一部分，所述光纤最终将利用预制件半成品由预制件拉成。在一些实施方式中，多孔烟炱区占预制件半成品厚度的15%到75%，在一些情况下是15%到50%。在其他一些实施方式中，多孔烟炱区占预制件半成品厚度的30%到100%，在一些情况下是50%到100%，甚至是100%。所述方法包括将具有多孔烟炱区的预制件半成品置于设备的内腔中。然后，将微粒玻璃材料沉积在内腔中预制件半成品与内壁之间，沿径向对微粒玻璃材料施加内向压力，从而将微粒玻璃材料压向所述预制件半成品上的多孔烟炱区。微粒玻璃材料可以是未掺杂的二氧化硅，或者微粒玻璃材料也可以被掺杂。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以及他们的组合。微粒玻璃材料可以通过热法生产，例如，由CVD法产生的过喷(over spray)烟食(如,在沉积过程中没有按照预期在心轴上沉积的烟炱)制备，或利用CVD法产生的烟炱(“CVD废弃烟炱”)、外部气相沉积法(OVD)产生的烟炱(“0VD废弃烟炱”)或气相轴向沉积法(VAD)产生的烟炱(“VAD废弃烟炱”)制备，或者由其他二氧化硅来源制备，如沙子，或者是不同类型的玻璃烟炱的混合物，或沙子和二氧化硅烟炱的混合物。微粒玻璃材料可以不经处理(如二氧化硅烟炱或不含其他凝结剂或溶剂的CVD废弃烟炱)，也可以经一种或多种凝结剂或溶剂如水或有机溶剂处理。在优选的实施方式中，微粒二氧化娃烟食材料未经处理。微粒二氧化娃烟食材料优选具有0.lg/cm3到1.0g/cm3的平均振实密度，甚至更优选0.lg/cm3到0.5g/cm3,如0.2g/cm3到0.4g/cm3,包括约0.3g/3cm o现在我们参照图1-6，图1-6解释了本专利技术的优选方法和设备。图1为按照本专利技术的实施方式采用的设 备的部分横截面侧视图。设备100包含一个圆筒形的刚性外壁102和一个柔性内壁104，其中柔性内壁104包围设备的内腔108，并且刚性外壁102与柔性内壁104之间的区域限定了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：M·W·艾伦，S·B·道斯，R·B·德索里齐，N·勒布隆，R·A·罗斯，P·坦登，K·D·瓦尔吉斯，杨荔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：