[发明专利]一种低羟基石英玻璃纤维的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石英玻璃纤维的生产方法，具体涉及一种低羟基石英玻璃纤维的制造方法。

背景技术

目前通常生产石英玻璃纤维用的石英玻璃棒，一般是采用连熔法直接将石英砂熔制成直径1.5~3.5mm的石英玻璃棒，然后再将棒拉制成石英玻璃纤维。采用该方法生产的石英玻璃棒羟基含量高，约130ppm，因此，其生产的纤维羟基含量也高。高羟基含量的产品影响了其产品的耐烧蚀性能，这使得石英玻璃纤维在高马赫航天飞行器的使用上受到了限制。国外，有采用溶胶-凝胶法生产低羟基石英纤维的，其生产方法是先将硅的有机物制成硅溶胶，然后再将硅溶胶调节成硅凝胶，再从凝胶内抽丝成纤维，最后再在真空高温下脱水制造成石英玻璃纤维。采用该方法生产的石英玻璃纤维，羟基含量可以控制在5ppm以内。但其生产过程太复杂，对设备和生产工艺的控制的要求程度远远高于采用石英玻璃棒拉丝法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种生产成本低，工艺简单的低羟基含量的石英玻璃纤维的制造方法。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种低羟基石英玻璃纤维的生产方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)、首先采用连熔法将石英砂通过连熔炉熔制成直径为15—40mm的石英玻璃棒；

2)、将直径15—40mm的石英玻璃棒送入真空脱羟炉，真空脱羟炉的真空度控制在10Pa以内，然后升温至1000—1100℃，保持恒温0.5—2小时，以脱除石英玻璃棒内亚稳态的羟基，使其羟基含量达到5ppm以内；

3)、将脱羟后的石英玻璃棒采用电熔法，通过中频炉或电阻炉产生的1800℃—1900℃的高温，以0.2~0.4m/s的速度熔拉成直径1.5—3.5mm的细石英玻璃棒，

4)、将直径1.5—3.5mm的细石英玻璃棒采用氢氧燃烧法通过氢氧燃烧器产生的1800℃—2000℃的高温，以20—50 m/s的拉制速度即可拉制成低羟基的石英玻璃纤维。

本发明的优点在于：

采用本发明，可以以较为简单的工艺生产出低羟基的石英玻璃纤维，并且石英玻璃棒在脱除石英玻璃棒内亚稳态的羟基过程中所导致的结构空缺，在熔拉成直径1.5—3.5mm的细石英玻璃棒过程中可以得到自然修复。避免了现有连熔法生产的石英玻璃棒羟基含量高，进而导致生产的纤维羟基含量也高的问题。采用本发明生产的石英玻璃纤维，羟基含量可以控制在5ppm左右。并具有生产过程简单，对设备和生产工艺的控制的要求程度较低的特点，特别适用于低羟基石英玻璃纤维的生产。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述如下。

实施例1：

（1）将石英砂通过连熔炉采用连熔法拉制成直径20mm的石英玻璃棒。

（2）将直径为20mm的石英玻璃棒送入真空脱羟炉，真空脱羟炉的真空度控制在5Pa，将真空脱羟炉升温至1050℃，并保持恒温1小时，以脱除石英棒内亚稳态的羟基。

（3）将脱羟后的石英玻璃棒采用电熔法，通过中频炉或电阻炉产生的1800℃的高温，以0.3m/s的速度熔拉成直径1.9mm的细石英玻璃棒。

（4）将直径1.9mm的细石英玻璃棒采用氢氧燃烧法通过氢气、氧气燃烧产生的2000℃高温，以25 m/s的拉制速度拉制成石英玻璃纤维。

实施例2：

（1）将石英砂通过连熔炉采用连熔法拉制成直径30mm石英玻璃棒。

（2）将直径为30mm的石英玻璃棒送入真空脱羟炉，真空脱羟炉的真空度控制在0.5Pa，将真空脱羟炉升温至1080℃，保持恒温1.5小时，以脱除石英棒内亚稳态的羟基。

（3）将脱羟后的石英玻璃棒采用电熔法，通过中频炉或电阻炉产生的1800℃的高温，以0.3m/s的速度熔拉成直径2.0mm的细石英玻璃棒。

（4）将直径2.0mm的细石英玻璃棒采用氢氧燃烧法通过氢气、氧气燃烧产生的2000℃高温，以30 m/s的拉制速度拉制成石英玻璃纤维。