光纤光缆制造工艺及设备(17)

Si（OH）Cl2

Cl4+H2O （5-2-33） 4+2

在800°C下，通入氯气30分钟，玻璃内的OH含量可降低到ppm量极。OH含量的降低与通入Cl2的时间有关，例如，热处理温度在1000°C时，氯气气氛保温两小时，OH含量为200~300ppm，保温时间延长至7小时，OH含量则小于1ppm。通入氯气处理，可导致Cl2含量过高，这种玻璃材料拉丝时也会发泡，故需在更高的温度下，在O2气氛中处理Cl2含量低于0.5%。可消除这种影响。

（6）烧结阶段：

在此阶段，通过粘性流动，胶体内微孔收缩最终成为无气泡透明玻璃棒。在此过程中，玻璃棒的气孔率逐渐减小，比重逐渐增大到该物质的理论密度，一般在高于1100°C的温度下烧结。

溶胶经过以上几个阶段转变成制造光纤的玻璃棒，物质状态发生了明显变化。

5.2.7光纤预制棒表面研磨处理技术

众所周知，预拉制光纤的强度和强度分布，强烈地取决于初始光纤预制棒的质量，特别是它的表面质量。由于预制棒表面存在的裂纹和杂质粒子，在高于2000°C的温度下拉成光纤后，会遗留在光纤表面，形成裂纹和微晶缺陷。因此，为克服这一问题，以制备连续长度长且高强度光纤，必须在拉制工序之前，愈合和消除这些表面缺陷。目前采用的光纤制棒表面处理方法主要有五种，它们是：

（1）.采用Etoh，Meoh，丙酮和MEK等有机溶剂清洗预制棒表面；

（2）.采用酸溶液浸蚀预制棒；

（3）.采用火焰抛光预制棒；

(4).采用有机溶剂清洗后的预制棒，再进一步用火焰抛光处理；

(5).采用有机溶剂清洗后，再经酸蚀后的预制棒，进一步采用火焰抛光处理。

采用一种有机溶剂清洗方法处理时，光纤强度改善并不是很明显，它的强度分布从弱区到强区分布较宽。酸蚀玻璃是一种常规的强化玻璃表面技术。从对光纤断裂机理分析可以推断出，气相沉积技术制得光纤预制棒表面上的杂质粒子主要来自两个方面：一是在1600°C~2000°C的高沉积温度和高收缩温度下，使稀少的金属粒子自火焰中飞溅出来，熔融到棒的热表面上，并在拉丝工艺之后，遗留于光纤表面上，这对微裂纹的形成起着主要作用。另一方面，是来自生产现场大气气氛中的尘粒，例如CaCO3、MgCO3等尘埃。该尘粒是在持续大约6小时的沉积和收缩阶段，被熔融到管棒表面上的。这本身又诱发了在这些点处的化学成分的变化，这一变化可导致在光纤表面的热应力和结晶化，致使微裂纹的形成，最终导致光纤强度的降低，使用中发生断裂。采用酸蚀可有效地除去这些表面杂质粒子。 4HF+SiO24+H2O （5-2-39） 2HF+CaCO32+H2CO3 （5-2-40） 在酸蚀过程中常用到的酸蚀剂有这样几种：氢氟酸（HF）、氢硫酸（HF、H2SO4）和氢硝酸（HF、HN O3），其中最强的酸蚀剂为49%（w）的HF酸。采用49%浓度的HF酸溶液浸蚀二

-10氧化硅时，其溶解速率约为260×10m/s，浸蚀时间为15分钟，可除去厚度为2~3umm的表

面层。经过大量的实验证明，酸蚀的最佳参数如表5-2-4所示。

表5-2-4光纤预制棒酸蚀最佳参数表

为使表面酸蚀均匀，酸蚀之前最好用有机溶剂清洗预制棒表面，因为粘附在预制棒表面

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