【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤制造，具体而言，涉及一种碳涂层光纤的制造工艺及制造装置。
技术介绍
1、碳涂覆光纤具有较好的密封性，能阻隔水汽、氢和腐蚀性气体，适用于高辐照、高温和高湿度等环境，可显著延长光纤的使用寿命，在核设施、外太空、油气矿井等领域有广阔的应用前景。目前，国外光纤厂商主要采用热cvd工艺生产碳涂覆光纤，具体过程为：裸光纤进入通有反应气体(甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁二烯和苯等)的涂碳热反应器，反应气体在光纤表面热裂解形成一层无定形碳膜，然后经冷却管冷却，最后再进行二次有机物涂覆后收线。然而，采用现有技术的方式进行生产碳涂覆光纤时，反应气体在热氧条件下可能会发生燃爆。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种碳涂层光纤的制造工艺及制造装置，能够解决采用现有技术的方式进行生产碳涂覆光纤时，反应气体在热氧条件下可能会发生燃爆的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供了一种碳涂层光纤的制造工艺，碳涂层光纤的制造工艺包括：对裸光纤的表面进行涂覆并形成第一涂层；在惰性气体环境下，对第一涂层进行碳化以使第一涂层转变为碳涂层；对碳涂层的表面进行涂覆并形成第二涂层。
3、进一步地，形成第一涂层的第一原料选用有机高分子材料。
4、进一步地，形成第一涂层的第一原料选用聚酰亚胺、酚醛树脂、聚丙烯腈中的一种或几种。
5、进一步地，形成第一涂层的第一原料的浓度取值范围为1％～10％；和/或，第一涂层的厚度的取值范围为0.1μm～1
6、进一步地，对裸光纤的表面进行涂覆并形成第一涂层的步骤包括：在裸光纤的表面涂覆第一原料；使涂覆有第一原料的裸光纤通过固化装置进行固化并形成第一涂层，固化装置的加热温度的取值范围为200℃～400℃。
7、进一步地，使涂覆有第一原料的裸光纤依次通过至少两个固化装置进行固化并形成第一涂层，其中，沿裸光纤的输送方向，至少两个固化装置的加热温度逐渐增大，相邻两个固化装置的温度差的取值范围在50℃～100℃。
8、进一步地，使第一涂层进行碳化并形成碳涂层的步骤包括：使涂覆有第一涂层的裸光纤通过碳化装置的内腔进行碳化，以使第一涂层转变为碳涂层，其中，碳化装置的内腔通有惰性气体，碳化装置的加热温度的取值范围为500℃～1200℃。
9、进一步地，使涂覆有第一涂层的裸光纤依次通过至少两个碳化装置进行碳化，以使第一涂层转变为碳涂层，其中，沿裸光纤的输送方向，至少两个碳化装置的加热温度逐渐增大，相邻两个碳化装置的温度差的取值范围在50℃～200℃。
10、进一步地，形成第二涂层的第二原料选用聚酰亚胺、硅树脂、聚氨酯中的一种或几种。
11、进一步地，对碳涂层的表面进行涂覆并形成第二涂层的步骤包括：在碳涂层的表面涂覆第二原料；使涂覆有第二原料的裸光纤固化并形成第二涂层。
12、根据本专利技术的另一方面，还提供了一种碳涂层光纤的制造装置，碳涂层光纤的制备装置用于实现如上述的碳涂层光纤的制造工艺，碳涂层光纤的制备装置包括：放纤装置，用于释放裸光纤；至少两个涂覆装置，放纤装置和至少两个涂覆装置沿裸光纤的输送方向依次间隔排布；碳化装置，碳化装置位于用于涂覆形成第一涂层的涂覆装置和与该涂覆装置相邻的涂覆装置之间，碳化装置具有内腔，内腔被构造为供裸光纤穿过，且内腔通有惰性气体。
13、进一步地，碳涂层光纤的制造装置还包括至少两个固化装置，至少两个涂覆装置和至少两个固化装置一一对应设置，固化装置位于与其对应的涂覆装置的出料侧。
14、进一步地，碳化装置上设置有与内腔连通的进气口和排气口，沿裸光纤的输送方向，进气口和排气口设置在碳化装置的相对两侧。
15、应用本专利技术的技术方案，对裸光纤的表面进行涂覆并形成第一涂层，第一涂层的碳化过程是在惰性气体环境下进行的，即碳化反应是在不含氧气的环境中进行，能够避免第一涂层分解产生的挥发性有机物与氧气接触而引发的燃烧或爆炸，在碳化层的表面还涂覆形成有第二涂层，能够对碳化层进行保护，同时还能够提高成品光纤的机械强度。由上述可知，相较于现有技术采用反应气体(甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、丁二烯和苯等)在光纤表面热裂解形成一层无定形碳膜，本申请通过在裸光纤外表面涂覆一层第一涂层并使其碳化转变成碳化层，形成碳化层的过程中是在惰性气体环境下进行的，无需通入可燃的反应气体，使反应气体与氧气反应并在在光纤表面形成碳膜，因此，能够避免碳涂层光纤生产过程中发生燃爆的问题。
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1.一种碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，所述碳涂层光纤的制造工艺包括：
2.根据权利要求1所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，形成所述第一涂层的第一原料选用有机高分子材料。
3.根据权利要求2所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，形成所述第一涂层的所述第一原料选用聚酰亚胺、酚醛树脂、聚丙烯腈中的一种或几种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，形成所述第一涂层的第一原料的浓度取值范围为1％～10％；和/或，所述第一涂层的厚度的取值范围为0.1μm～10μm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，对所述裸光纤(10)的表面进行涂覆并形成所述第一涂层的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，使涂覆有所述第一原料的所述裸光纤(10)依次通过至少两个所述固化装置(50)进行固化并形成所述第一涂层，其中，沿所述裸光纤(10)的输送方向，至少两个所述固化装置(50)的加热温度逐渐增大，相邻两个所述固化装置(50)的温度差的取值范
7.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，使所述第一涂层进行碳化并形成所述碳涂层的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，使涂覆有所述第一涂层的所述裸光纤(10)依次通过至少两个所述碳化装置(40)的内腔进行碳化，以使所述第一涂层转变为所述碳涂层，其中，沿所述裸光纤(10)的输送方向，至少两个所述碳化装置(40)的加热温度逐渐增大，相邻两个所述碳化装置(40)的温度差的取值范围在50℃～200℃。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，形成所述第二涂层的第二原料选用聚酰亚胺、硅树脂、聚氨酯中的一种或几种。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，对所述碳涂层的表面进行涂覆并形成所述第二涂层的步骤包括：
11.一种碳涂层光纤的制造装置，其特征在于，所述碳涂层光纤的制备装置用于实现如权利要求1至10中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，所述碳涂层光纤的制备装置包括：
12.根据权利要求11所述的碳涂层光纤的制造装置，其特征在于，所述碳涂层光纤的制造装置还包括至少两个固化装置(50)，至少两个所述涂覆装置(30)和至少两个所述固化装置(50)一一对应设置，所述固化装置(50)位于与其对应的所述涂覆装置(30)的出料侧。
13.根据权利要求11所述的碳涂层光纤的制造装置，其特征在于，所述碳化装置(40)上设置有与所述内腔连通的进气口和排气口，沿所述裸光纤(10)的输送方向，所述进气口和所述排气口设置在所述碳化装置(40)的相对两侧。
...【技术特征摘要】
1.一种碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，所述碳涂层光纤的制造工艺包括：
2.根据权利要求1所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，形成所述第一涂层的第一原料选用有机高分子材料。
3.根据权利要求2所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，形成所述第一涂层的所述第一原料选用聚酰亚胺、酚醛树脂、聚丙烯腈中的一种或几种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，形成所述第一涂层的第一原料的浓度取值范围为1％～10％；和/或，所述第一涂层的厚度的取值范围为0.1μm～10μm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，对所述裸光纤(10)的表面进行涂覆并形成所述第一涂层的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，使涂覆有所述第一原料的所述裸光纤(10)依次通过至少两个所述固化装置(50)进行固化并形成所述第一涂层，其中，沿所述裸光纤(10)的输送方向，至少两个所述固化装置(50)的加热温度逐渐增大，相邻两个所述固化装置(50)的温度差的取值范围在50℃～100℃。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，使所述第一涂层进行碳化并形成所述碳涂层的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的碳涂层光纤的制造工艺，其特征在于，使涂覆有所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马凯，曹珊珊，沈一春，王震，
申请(专利权)人：中天科技光纤有限公司，
类型：发明
国别省市：
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