中國(guó)粉體網(wǎng)訊　隨著國(guó)際通信與工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，光纖光纜常處于高溫高濕高壓的惡劣工作環(huán)境中，被用于深海信號(hào)傳輸、城市通信網(wǎng)建設(shè)、石油化工冶煉、國(guó)防軍工等領(lǐng)域。而光纖預(yù)制棒作為光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈的上游產(chǎn)品，是行業(yè)內(nèi)競(jìng)相發(fā)展和提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力的核心點(diǎn)。

高純石英襯套管的制備技術(shù)

來(lái)源：久智科技

石英襯管和套管是光纖預(yù)制棒制備工藝過(guò)程中最常用的高端石英管材，始終發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，已成為光纖領(lǐng)域不可或缺的重要基礎(chǔ)材料。

石英襯套管主要技術(shù)指標(biāo)

高純石英襯套管的制備技術(shù)主要有：氣煉電熔二步法工藝、外部氣相沉積（OVD）、高頻等離子固相外沉積（PSOD）（或配套中頻無(wú)接觸二步法拉管工藝）、連續(xù)熔制工藝、溶膠-凝膠（Sol-Gel）工藝等。其中，氣煉電熔二步法因產(chǎn)品能耗大、成本高，且氣煉熔制的石英襯套管羥基含量較高，后期已逐漸淘汰；連熔直接拉管工藝使所制備的襯套管中的缺陷、雜質(zhì)、羥基很難控制，進(jìn)而影響光纖的衰減和強(qiáng)度，而且所制備的套管很少被用于單模光纖領(lǐng)域；Sol-Gel制備套管工藝在干燥和燒結(jié)環(huán)節(jié)成品率低，到目前為止尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。因而在光纖預(yù)制棒用石英襯套管制造方面，其主流技術(shù)是國(guó)外的OVD工藝和國(guó)內(nèi)的PSOD工藝。

OVD工藝

OVD是一種在外部進(jìn)行化學(xué)氣相沉積的的工藝，用途非常廣泛，既可用于直接生產(chǎn)芯棒，是重要的外包沉積技術(shù)。在外包沉積應(yīng)用方面，不僅可用于在芯棒外表面直接沉積外包層制備光纖預(yù)制棒，而且也可脫離芯棒單獨(dú)先沉積制備石英襯套管，后續(xù)或者作為襯管用于MCVD和PCVD制備芯棒，或者與芯棒匹配用RIT或RIC工藝生產(chǎn)預(yù)制棒。

OVD工藝是以氫氧焰或硅烷為熱源，用單一或多組噴燈在靶棒上對(duì)SiCl₄等反應(yīng)氣體進(jìn)行氣相水解并沉積得到SiO₂疏松體（SOOT體），然后在Cl₂和He氣下經(jīng)過(guò)脫水和燒結(jié)成為玻璃體，再將靶棒抽走后形成圓筒狀玻璃管。這種石英圓筒經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，具有非常高的幾何精度，大尺寸圓筒（大尺寸套管）可拉成和各芯棒匹配的相應(yīng)尺寸的小尺寸石英套管或玻璃管。

OVD工藝制備襯套管工藝流程圖

由于OVD技術(shù)屬于化學(xué)合成工藝，制備的石英襯套管的產(chǎn)品純度極高，可達(dá)到雜質(zhì)含量ppb的級(jí)別。隨著制備技術(shù)的不斷發(fā)展，其制造成本也在逐步降低。為了適應(yīng)單根光纖預(yù)制棒更大尺寸的需求，傳統(tǒng)臥式OVD沉積工藝正逐漸向最新的立式高速OVD沉積工藝發(fā)展過(guò)渡。然而OVD沉積工藝存在原料腐蝕性強(qiáng)、工藝過(guò)程中有Cl2、HCl等有毒腐蝕性物質(zhì)產(chǎn)生和廢氣處理成本高等不利因素。雖然發(fā)展出使用八甲基環(huán)四硅氧烷為原料的新型OVD沉積工藝，但仍無(wú)法避免工藝過(guò)程復(fù)雜、制造能耗高等問(wèn)題。

PSOD工藝

PSOD工藝使用高頻感應(yīng)等離子發(fā)生器電離空氣產(chǎn)生的等離子火焰來(lái)加熱熔化天然石英砂并沉積到中心管上，沉積結(jié)束后的毛砣經(jīng)過(guò)冷加工形成尺寸規(guī)則的中空套管。套管作為外包層，根據(jù)其幾何尺寸設(shè)計(jì)匹配合適的芯棒，經(jīng)RIC（套管技術(shù)）工藝處理后，形成大尺寸的光纖預(yù)制棒，再進(jìn)行拉絲。為了保證光纖產(chǎn)品的質(zhì)量，PSOD過(guò)程中石英砂的熔化質(zhì)量、雜質(zhì)的含量以及石英產(chǎn)品冷加工的精度都非常重要。

PSOD工藝特點(diǎn)是能量集中、溫度高（空氣等離子火焰溫度＞5000℃），石英砂在等離子體狀態(tài)下一次熔化成型，粉料的收集率＞70%，遠(yuǎn)高于合成法。而且電離經(jīng)過(guò)純化后的空氣不會(huì)產(chǎn)生-OH。與合成法相比，PSOD工藝沉積效率高，可直接形成玻璃，省去了燒結(jié)和脫羥工藝，工藝控制簡(jiǎn)單，設(shè)備維護(hù)和環(huán)保處理費(fèi)用低。

參考來(lái)源：

谷巨明等.光纖預(yù)制棒用石英襯管和套管的制備技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

楊軼等.天然石英砂制造通信光纖的研究

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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