一种用于沉积石英疏松体的支撑物的制作方法

本发明属于石英器件制造技术领域，特别涉及一种用于沉积石英疏松体的支撑物。

背景技术：

合成石英玻璃中空圆筒通常被用来作为光纤预制棒或光学、化工工业中大量石英器件的中间产品。其生产主要包括沉积过程和烧结过程。沉积过程一般采用ovd或vad方法，将含硅原材料火焰水解或热解生成二氧化硅颗粒；所生成的二氧化硅颗粒沉积在绕纵轴旋转的圆柱体支撑物上，逐层生长为多孔的二氧化硅坯体，称为疏松体；在烧结之前将支撑物移除得到空心筒状的疏松体；烧结过程是将空心疏松体置于加热炉中，在氯气氛围下将其玻璃化，从而得到低羟基的透明石英圆筒。此制造过程的难点主要在于沉积后将支撑物移出。

目前已知的方法中，一般是在氧化铝表面涂覆碳层作为支撑物，或在石英玻璃或碳化硅表面涂覆bn粉末作为支撑物，或直接使用石墨作为支撑物。由于已知方法中沉积过程采用卧式，在所需疏松体内孔较小而外径尺寸和重量较大的情况下，移除支撑物的过程对支撑物的断裂强度提出了更高的要求。而且，石英筒的应用领域又对其纯度有较高的要求。以上提到的支撑物材料中，氧化铝、石英、石墨均不具备卧式沉积过程生产大外径小内孔疏松体时所要求的高断裂强度；而涂层或石墨支撑物虽然有助于支撑物的移除，但是却容易对疏松体内孔壁造成污染，且表面涂层往往需要对支撑物进行复杂的表面处理；碳化硅具有较高的断裂强度，但为了保证不污染疏松体的内孔壁，需要对其进行表面处理；专利cn102596829b中介绍了一种以碳化硅作为支撑物材料的方法，此方法所使用的支撑物为硅渗透的碳化硅(sisic)，其在沉积之前对支撑物在氧化氛围中以1200℃的温度进行处理，以在表面得到一层sio2来避免对疏松体的污染。但是此方法对支撑物的前处理过程复杂，且随着生产的次数增加，支撑物逐渐消耗，使生产成本增大。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于沉积石英疏松体的支撑物；该支撑物不仅不会对空心疏松体的内壁造成污染，而且容易从石英疏松体中抽出，可避免空心石英疏松体的开裂。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于沉积石英疏松体的支撑物，该支撑物为用于沉积石英疏松体的锥形石英杆；且该支撑物为上细下粗的圆锥形结构；该支撑物的最上端的直径设为r1，支撑物的最下端的直径设为r2，支撑物的长度为l，则该支撑物的锥度为(r2-r1):l；该支撑物的锥度控制为1:800～1:500；该支撑物在垂直方向上绕其纵轴旋转，以用于沉积二氧化硅粉体，形成石英疏松体；该支撑物的上端还设有销孔，销孔内安装有一销钉。

作为本发明的一种优选方案，所述支撑物的锥度为1:600。

作为本发明的另一种优选方案，所述支撑物的锥度为1:700。

进一步的，所述支撑物从石英疏松体中抽出时的抽出力为95～110n。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述支撑物的上端设有销孔，该销孔内安装有一销钉。

本发明的有益效果：

本发明的支撑物为锥形石英杆，其在沉积过程中为垂直状态，并配合上细下粗的锥形结构，可以使沉积的石英疏松体的重量均匀分布于整根支撑物上，从而大大降低了大尺寸产品对支撑物强度的要求；而且，支撑物的锥形结构比较利于支撑物的移出；支撑物的锥度设计为1:800～1:500，这种锥度不仅有利于支撑物抽出，而且可以控制抽出支撑物的力度，从而可避免石英疏松体开裂；

本发明的支撑物采用石英杆，可重复利用，制造成本低，且易加工，不需要对其表面进行复杂的预处理，不会对石英筒内壁造成污染。

此外，本发明的支撑物的上端设有销孔，销孔内安装有销钉，销钉可以用于将支撑物固定于沉积车床上，便于支撑物在沉积过程中旋转。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种用于沉积石英疏松体的支撑物用于沉积石英疏松体时的示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，该支撑物1为用于沉积石英疏松体2的锥形石英杆；且该支撑物1为上细下粗的圆锥形结构；该支撑物1的最上端的直径设为r1＝38mm，支撑物1的最下端的直径设为r2＝43mm，支撑物1的长度为l＝3000mm，则该支撑物的锥度为(r2-r1):l＝1:600；支撑物1的上端设有销孔，该销孔内安装有一销钉11；利用该销钉11将支撑物1垂直固定于沉积车床上，支撑物1可以绕其纵轴旋转，同时上下往复运动。

沉积时，多个喷灯3按照等距间隔排列固定于喷灯支架4上，并保证喷灯中轴与支撑物纵轴处于同一垂直面上；喷灯支架4上具有水平方向的滑轨，随着石英疏松体直径的增大，喷灯逐渐移动，以保持与石英疏松体之间的距离；含硅原料燃烧反应生成二氧化硅颗粒，二氧化硅颗粒通过多个喷灯喷射到支撑物上，逐层生长得到石英疏松体；当石英疏松体的直径达到350mm时，停止沉积过程。

沉积结束后，将石英疏松体2移出沉积车床，拔出销钉11，移出支撑物1，抽出支撑物所用的抽出力为100n。空心的石英疏松体2由一定的把持装置垂直转移至烧结炉内，氯气氛围中，在1400℃-1500℃高温下对石英疏松体2进行脱水和玻璃化处理，得到平均内径为35mm，外径为150mm的石英筒。

实施例2

该支撑物为用于沉积石英疏松体的锥形石英杆；且该支撑物为上细下粗的圆锥形结构；该支撑物的最上端的直径设为r1＝40mm，支撑物的最下端的直径设为r2＝44mm，支撑物的长度为l＝2800mm，则该支撑物的锥度为(r2-r1):l＝1:700；支撑物的上端设有销孔，该销孔内安装有一销钉；利用该销钉将支撑物垂直固定于沉积车床上，支撑物可以绕其纵轴旋转，同时上下往复运动。

沉积时，含硅原料燃烧反应生成二氧化硅颗粒，二氧化硅颗粒通过多个喷灯喷射到支撑物上，逐层生长得到石英疏松体；随着石英疏松体外径增大，喷灯支架带动喷灯在水平方向上移动，以保持与石英疏松体表面的距离，当疏松体直径达到350mm时，即停止沉积过程。

沉积结束后，将石英疏松体移出沉积车床，拔出销钉，移出支撑物，抽出支撑物所用的抽出力为108n。空心的石英疏松体由一定的把持装置垂直转移至烧结炉内，氯气氛围中，在1400℃-1500℃高温下对石英疏松体进行脱水和玻璃化处理，得到平均内径为38mm，外径为153mm的石英筒。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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