石英母管的生产设备及生产方法技术

一种石英母管的生产设备，该设备包括第一坩埚、盖板、芯管、芯管套管、第二坩埚、成型器、第一加热装置及第二加热装置。第一坩埚包括进料口和出料口。芯管设于第一坩埚内，并由出料口伸出第一坩埚。芯管套管设于第一坩埚内且套于芯管的外侧。第二坩埚设置于出料口远离进料口的一侧。成型器设置于出料口远离进料口的一侧，且位于第二坩埚内，成型器套设于芯管的外侧且与芯管同轴。第一加热装置设置于第一坩埚的外侧壁，第一加热装置用于对第一坩埚进行加热。第二加热装置设置于第二坩埚的外侧壁，第二加热装置用于对第二坩埚进行加热，第二坩埚的温度沿远离第一坩埚的方向减小。另，本发明专利技术还提供一种石英母管的生产方法。

【技术实现步骤摘要】
石英母管的生产设备及生产方法
本专利技术涉及石英母管制备设备
，尤其涉及一种石英母管的生产设备及生产方法。
技术介绍
石英母管目前被广泛应用在半导体、光伏领域、光通信等领域。上述应用领域对石英母管的品质要求较高，一般需要石英母管管壁的均匀度高、无气泡气线、无色线等，另外还需要满足低羟基、低金属杂质的要求。目前，大多采用连熔炉将石英砂进行熔融拉制形成石英母管。然而，传统的连熔炉，成型出的石英母管在降温过程中由于冷却温度与成型温度温差过大，产品易出现偏壁及壁厚不均匀的问题，而且骤冷容易造成石英母管内应力集中，导致石英母管出现裂纹、透明性差等品质问题。另外，传统连熔炉的芯管都是悬挂在炉盖上的，芯管一般比较长，坩埚内的石英熔液温度超过2000℃，高温容易使芯管变形，加上石英熔液的流动导致芯管晃动，从而导致石英母管产生偏壁。
技术实现思路
为解决现有技术以上至少一不足之处，有必要提供一种石英母管的生产设备。另，本专利技术还提供一种采用上述石英母管的生产设备生产石英母管的方法。本专利技术提供了一种石英母管的生产设备，该设备包括：第一坩埚、盖板、芯管、芯管套管、第二坩埚、成型器、第一加热装置及第二加热装置。该第一坩埚包括进料口和与该进料口相对的出料口。该盖板设置于该进料口。该芯管设置于该第一坩埚内，该芯管沿该进料口至该出料口的方向延伸，并由该出料口伸出该第一坩埚。该芯管套管设置于该第一坩埚内且套设于该芯管的外侧，该芯管套管用于隔离进料与该芯管。该第二坩埚设置于该出料口远离该进料口的一侧。该成型器设置于该出料口远离该进料口的一侧，且位于该第二坩埚内，该成型器套设于该芯管的外侧且与该芯管同轴。该第一加热装置设置于该第一坩埚的外侧壁，该第一加热装置用于对该第一坩埚进行加热。该第二加热装置设置于该第二坩埚的外侧壁，该第二加热装置用于对该第二坩埚进行加热，该第二坩埚的温度沿远离该第一坩埚的方向减小。本申请实施方式中，该第一坩埚包括直筒部和锥体部，该锥体部位于该直筒部和该第二坩埚之间，该第一加热装置包括第一加热单元和第二加热单元，该第一加热单元设置于该直筒部的外侧壁，该第二加热单元设置于该锥体部的外侧壁。本申请实施方式中，该石英母管的生产设备还包括进料装置，该进料装置设置于该第一坩埚内靠近该盖板，该进料装置包括第一进料漏斗、设置于该第一进料漏斗内的第一筛板、与该第一进料漏斗连通的第二进料漏斗以及设置于该第二进料漏斗内的第二筛板，该第一进料漏斗位于该盖板与该第二进料漏斗之间。本申请实施方式中，该石英母管的生产设备还包括搅拌装置，该搅拌装置设置于该第一坩埚内，该搅拌装置用于在与该芯管的延伸方向平行的平面内对该进料进行搅拌。本申请实施方式中，该石英母管的生产设备还包括驱动调偏装置，该驱动调偏装置设置于该盖板远离该第二坩埚的一侧，该芯管与该驱动调偏装置连接，该驱动调偏装置包括驱动电机、设置于该驱动电机输出端的调偏机构以及在线测厚仪。该在线测厚仪用于实时监测该成型器成型出的石英母管的壁厚。该调偏机构用于固定该芯管，还用于根据该壁厚在水平面内移动该芯管，以使该芯管与该成型器同轴。本申请实施方式中，该石英母管的生产设备还包括控气装置，该控气装置与该第一坩埚和该芯管连通，该控气装置用于向该第一坩埚和该芯管内充入氦气。本申请实施方式中，该石英母管的生产设备还包括温度控制装置，该温度控制装置与该第一加热装置和该第二加热装置电性连接。本申请实施方式中，该石英母管的生产设备还包括负压控制装置和冷却装置。该负压控制装置用于在该第一坩埚内形成负压；该冷却装置用于冷却该盖板。本申请实施方式中，该芯管套管通过法兰悬挂设置于该盖板上。本专利技术还提供了一种石英母管的制备方法，该方法包括以下步骤：将石英砂通过进料装置进行筛选，筛选后的该石英砂通过搅拌装置均匀加入第一坩埚内。对该第一坩埚进行加热，使该石英砂熔融，得到石英熔体。该石英熔体通过成型器成型出石英母管前驱体。以及，该石英母管前驱体进入第二坩埚中进行梯度降温，得到该石英母管。相较于现有技术，本专利技术提供的石英母管的生产设备，在芯管外部增加芯管套管，一方面避免芯管与熔融态的高温石英砂直接接触，避免高温导致的芯管变形，另一方面可以避免芯管在高粘度、高密度的熔融态石英砂作用下发生晃动，从而避免生产出的石英母管出现偏壁问题；第二坩埚内的梯度温度设置，能够使成型的石英母管缓慢降温，避免巨大的温差导致石英母管产生裂纹，保证石英母管的透光性，同时，保证石英母管同轴向位置温度分布均匀，进而避免了石英母管的偏壁及壁厚不均匀现象。附图说明图1是本专利技术一实施方式提供的石英母管的生产设备的结构示意图。图2是本专利技术一实施方式提供的石英母管的生产方法流程图。主要元件符号说明石英母管的生产设备100第一坩埚1进料口30直筒部14锥体部15第二坩埚2盖板3盖板进料口13进水口23出水口28驱动调偏装置4驱动电机41调偏机构42测厚仪43进料装置5第一进料漏斗51第一筛板52第二进料漏斗53第二筛板54芯管6芯管套管7搅拌装置8成型器9第一加热装置10第一加热单元16第二加热单元17第二加热装置11保温层18保温砖20保温石棉21保温砂22炉体19控气装置24氦气纯化装置25氦气循环装置26负压控制装置27冷却装置29第一温区a第二温区b第三温区c石英母管12如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例。需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。以下所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，所述模块或电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或机构也可以由同一个单元或机构通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
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【技术保护点】
1.一种石英母管的生产设备，其特征在于，包括：/n第一坩埚，包括进料口和与所述进料口相对的出料口；/n盖板，设置于所述进料口；/n芯管，设置于所述第一坩埚内，所述芯管沿所述进料口至所述出料口的方向延伸，并由所述出料口伸出所述第一坩埚；/n芯管套管，设置于所述第一坩埚内且套设于所述芯管的外侧，所述芯管套管用于隔离进料与所述芯管；/n第二坩埚，设置于所述出料口远离所述进料口的一侧；/n成型器，设置于所述出料口远离所述进料口的一侧，且位于所述第二坩埚内，所述成型器套设于所述芯管的外侧且与所述芯管同轴；/n第一加热装置，设置于所述第一坩埚的外侧壁，所述第一加热装置用于对所述第一坩埚进行加热；以及/n第二加热装置，设置于所述第二坩埚的外侧壁，所述第二加热装置用于对所述第二坩埚进行加热，所述第二坩埚的温度沿远离所述第一坩埚的方向减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种石英母管的生产设备，其特征在于，包括：
第一坩埚，包括进料口和与所述进料口相对的出料口；
盖板，设置于所述进料口；
芯管，设置于所述第一坩埚内，所述芯管沿所述进料口至所述出料口的方向延伸，并由所述出料口伸出所述第一坩埚；
芯管套管，设置于所述第一坩埚内且套设于所述芯管的外侧，所述芯管套管用于隔离进料与所述芯管；
第二坩埚，设置于所述出料口远离所述进料口的一侧；
成型器，设置于所述出料口远离所述进料口的一侧，且位于所述第二坩埚内，所述成型器套设于所述芯管的外侧且与所述芯管同轴；
第一加热装置，设置于所述第一坩埚的外侧壁，所述第一加热装置用于对所述第一坩埚进行加热；以及
第二加热装置，设置于所述第二坩埚的外侧壁，所述第二加热装置用于对所述第二坩埚进行加热，所述第二坩埚的温度沿远离所述第一坩埚的方向减小。


2.如权利要求1所述的石英母管的生产设备，其特征在于，所述第一坩埚包括直筒部和锥体部，所述锥体部位于所述直筒部和所述第二坩埚之间，所述第一加热装置包括第一加热单元和第二加热单元，所述第一加热单元设置于所述直筒部的外侧壁，所述第二加热单元设置于所述锥体部的外侧壁。


3.如权利要求1所述的石英母管的生产设备，其特征在于，还包括进料装置，所述进料装置设置于所述第一坩埚内靠近所述盖板，所述进料装置包括第一进料漏斗、设置于所述第一进料漏斗内的第一筛板、与所述第一进料漏斗连通的第二进料漏斗以及设置于所述第二进料漏斗内的第二筛板，所述第一进料漏斗位于所述盖板与所述第二进料漏斗之间。


4.如权利要求1所述的石英母管的生产设备，其特征在于，还包括搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述第一坩埚内，所述搅拌装置用...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈一春，周建峰，陈京京，张烨锋，解鹏，印天宇，
申请(专利权)人：中天科技精密材料有限公司，江苏中天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32