一種制造厚壁石英玻璃管的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種制造厚壁石英管的裝置，包括爐體，所述爐體中設有坩堝，所述坩堝的外圍設有外加熱器，所述外加熱器與爐體之間設有隔熱層，其特征在于，所述坩堝的中間設有一芯桿，所述芯桿內(nèi)部設有內(nèi)加熱器。本實用新型制造厚壁石英管的裝置，在坩堝的內(nèi)部設置空心芯桿，形成石英玻璃管的內(nèi)腔，在芯桿上設置通孔，形成石英砂融化時的排氣通道，在芯桿的內(nèi)部設置內(nèi)加熱器，使得坩堝的內(nèi)部和外圍同時受熱，能夠有效地防止坩堝中石英砂受熱不均勻，制造過程中加熱時間過長等問題，減小了石英砂內(nèi)外部的溫度差，且大大縮短加熱時間，生產(chǎn)效率高，實現(xiàn)了厚壁石英管的制造，所得產(chǎn)品質量高。
【專利說明】一種制造厚壁石英玻璃管的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種制造厚壁石英玻璃管的裝置，具體的說，設計一種制造厚壁石英玻璃管的熔爐。
【背景技術】
[0002]石英玻璃被廣泛的運用于各種應用中。尤其是厚壁石英玻璃管，被用于半導體和光纖制造領域等。為制造這種管材，目前可以使用天然和合成的石英材料。天然石英包括從自然界中形成的石英經(jīng)過物理和化學選礦得到的粒狀原料(石英砂)。在合成石英中，其都是由含有SiO2的溶劑或蒸汽以高純度的沉淀和沉積物而獲得的。
[0003]現(xiàn)有技術中制造厚壁石英玻璃管的裝置，包括爐體，爐體中設有坩堝，在石墨坩堝的外圍有加熱器，在真空或含有氦或氫的惰性氣體或還原性氣體氛圍中對坩堝中的石英砂進行加熱，使石英砂融化，并將融化后的石英冷卻，從而形成管狀石英玻璃。這種制造石英管的裝置，由于其加熱器設置在坩堝的外圍，且坩堝中堆積的石英砂的熱傳導性不好，最終導致需要較長的加溫時間，并且溫度分布不均勻，靠近加熱器的外部石英砂的溫度高，而內(nèi)部的石英砂溫度低。所以往往在制造過程中，需要很長的加熱時間，并且因為溫度分布不均勻，所制的石英產(chǎn)品質量不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是為了解決上述問題，提供一種制造厚壁石英玻璃管的裝置，能夠提供較為均勻溫度場，并能縮短加熱時間。
[0005]本實用新型解決上述問題的技術方案如下:一種制造厚壁石英玻璃管的裝置，包括爐體，所述爐體中設有坩堝，所述坩堝的外圍設有外加熱器，所述外加熱器與爐體之間設有隔熱層，其特征在于，所述坩堝的中間設有一芯桿，所述芯桿內(nèi)部設有內(nèi)加熱器。
[0006]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。
[0007]進一步，所述坩堝的底部設有絕緣層，使得坩堝與隔熱層絕緣。
[0008]進一步，所述坩堝為石墨坩堝，坩堝內(nèi)壁涂覆難熔材料燒結層。
[0009]進一步，所述內(nèi)加熱器的上端固定在芯桿的上端。
[0010]進一步，所述芯桿為圓柱形空心結構，芯桿上設有直徑為l_3mm的通孔。
[0011]進一步，所述芯桿通過螺紋與坩堝的底部固定。
[0012]進一步，所述外加熱器和內(nèi)加熱器通過電極與外界供電系統(tǒng)聯(lián)通。
[0013]進一步，所述爐體與電極之間設有絕緣密封結構。
[0014]進一步，所述隔熱層為石墨碳氈隔熱層。
[0015]進一步，所述爐體上還設有上蓋、真空抽氣口、進氣口。
[0016]有益效果
[0017]本實用新型的有益效果是:本實用新型制造厚壁石英玻璃管的裝置，在坩堝的內(nèi)部設置空心芯桿，形成石英玻璃管的內(nèi)腔，在芯桿上設置通孔，形成石英砂融化時的排氣通道，在芯桿的內(nèi)部設置內(nèi)加熱器，使得坩堝的內(nèi)部和外圍同時受熱，能夠有效地防止坩堝中石英砂受熱不均勻，制造過程中加熱時間過長等問題，減小了石英砂內(nèi)外部的溫度差，且大大縮短加熱時間，生產(chǎn)效率高，實現(xiàn)了厚壁石英玻璃管的制造，所得產(chǎn)品質量高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型結構剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]為使對本實用新型的結構特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖詳細說明如下:
[0020]如圖1所示，圖中所示石英砂熔爐，包括爐體1、坩堝2、外加熱器3、隔熱層4、芯桿
5、內(nèi)加熱器6、絕緣層8。
[0021]所述爐體I上還設有上蓋10、進氣口 11和真空抽氣口 12。通過真空抽氣口 11將整個熔爐抽真空，通過進氣口 10向熔爐通入保護性氣體。保護性氣體包括氦、氬等惰性氣體或氫氣等還原性氣體。
[0022]所述坩堝2垂直安裝在爐體I中，坩堝2由石墨制成，坩堝2內(nèi)壁也可涂覆鎢等難熔材料燒結層。所述坩堝2的外圍設有外加熱器3。外加熱器3由石墨或鎢鑰等材料制成。外加熱器3通過電極7和與電極7相連接的電纜與外界供電系統(tǒng)聯(lián)通。在外加熱器3的外圍和外面爐體I之間安裝有隔熱層4。所述隔熱層4均有石墨碳氈制成。在坩堝2的底部有一絕緣層9，是為了保證坩堝2和隔熱層4之間的絕緣而設置的。絕緣密封結構9設置在電極7與爐體I之間，用于電極7的絕緣和密封。
[0023]所述芯桿5設置在石墨坩堝2的中間。芯桿5通過螺紋或其他方式與坩堝2的底部固定。芯桿5是圓柱形空心結構。芯桿5有很多直徑為Φ1-Φ3mm的小孔。芯桿5的作用有兩個，一個作用是用于在石英粉熔化時作為排氣的通道，另一個作用是形成石英管的內(nèi)腔。在芯桿5的內(nèi)部安裝一內(nèi)加熱器6。內(nèi)加熱器6也通過電極7從熔爐底部穿出，通過電纜與外界的供電裝置連接。內(nèi)加熱器6的上端固定在空心芯桿5的上端。
[0024]在制造時，先將石英砂13放入垂直安裝在熔爐內(nèi)的坩堝2內(nèi)，把整個熔爐抽真空或通入保護性氣體。然后再給外加熱器3和內(nèi)加熱器6通電加熱。加熱溫度控制在16000C -2000°C。這時，坩堝2中的石英砂13同時受到內(nèi)外兩個加熱器的加熱。石英砂13內(nèi)外部的溫度差，與原來只靠外部一個加熱器的溫度差要小很多，并且由于內(nèi)外同時加熱，可以大大縮短加熱時間。待等到石英砂13充分熔化后，切斷電源停止加熱。待熔融石英冷卻后，打開上蓋10，從爐體I中取出石墨坩堝2和包裹在坩堝2中的石英玻璃，再將石英玻璃從坩堝2中取出，即可得到所需的厚壁石英管。使用這種裝置成功地制得外徑Φ200_，內(nèi)徑為Φ 70mm,長度為950mm的石英管。
[0025]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內(nèi)。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種制造厚壁石英玻璃管的裝置，其特征在于，包括爐體(1)，所述爐體(I)中設有坩堝(2)，所述坩堝(2)的外圍設有外加熱器(3)，所述外加熱器(3)與爐體(I)之間設有隔熱層(4)，其特征在于，所述坩堝(2)的中間設有一芯桿(5)，所述芯桿(5)內(nèi)部設有內(nèi)加熱器(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述坩堝(2)為石墨坩堝，坩堝(2)內(nèi)壁涂覆難熔材料燒結層。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述坩堝(2)的底部設有絕緣層(8)，使得坩堝(2)與隔熱層(4)絕緣。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)加熱器(6)的上端固定在芯桿(5)的上端。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述芯桿(5)為圓柱形空心結構，芯桿(5)上設有直徑為l_3mm的通孔。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的裝置，其特征在于，所述芯桿(5)通過螺紋與坩堝(2)的底部固定。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述外加熱器(3)和內(nèi)加熱器(6)通過電極(7)與外界供電系統(tǒng)聯(lián)通。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述電極(7)與爐體(I)之間設有絕緣密封結構(9)。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述隔熱層(4)為石墨碳氈隔熱層。
10.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述爐體(I)上還設有上蓋(10)、真空抽氣口(11)、進氣口(12)。
【文檔編號】C03B5/235GK203568971SQ201320621354
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權日:2013年10月10日
【發(fā)明者】楊曉彬 申請人:上海宗和材料科技有限公司