[发明专利]一种超薄壁微管制作装置及其制作方法

权利要求书

1.一种超薄壁微管制作装置，其特征在于，该制作装置包括氮气气瓶（1）、减压阀（2）、PU管（3）、口径转换装置（4）、厚壁微管（5）及左微管夹持器（6）、右微管夹持器（7）、口径转换装置（8）、高精度气压表（9）、背压阀（10）、长行程高精度微位移台（11）、氢氧产生机（12）、气体干燥器（13）、气体流量控制器（14）、火焰喷枪（15）及火焰喷枪夹持装置（16）、短行程高精度微位移台（17）；其中：

氮气气瓶（1）流出的氮气经过减压阀（2）进入PU管（3），经过口径转换装置（4），流入厚壁微管（5），再通过口径转换装置（8）流入PU管，经过高精度气压表（9）、背压阀（10）以及PU管进入大气。通过读取高精度气压表（9）监测氮气气压，调节背压阀（10），精密控制氮气气压；

同时，氢氧产生机（12）产生的氢氧混合气通过PU管进入气体干燥器（13）被去除水分，之后干燥的氢氧混合气通过PU管进入气体流量控制计（14），再依次经过PU管和火焰喷枪（16）在空气中燃烧成氢氧焰，对厚壁微管（5）加热。火焰喷枪夹持装置16夹持着火焰喷枪（15），随着短行程高精度微位移台（17）以L为单程距离、v1速度往复运动。通过控制气体流量控制计（14）精确调节氢氧焰的大小。

经过t时间预热，分别夹持厚壁微管两端的左、右微管夹持器（6）、（7），夹持在厚壁微管的两端，随着长行程高精度微位移台（11）以v2速度分别向左右各移动X距离。

2.如权利要求1所述的超薄壁微管制作装置，其特征在于，所述厚壁微管（5）的材质包括熔融石英、玻璃。

3.如权利要求1所述的超薄壁微管制作装置，其特征在于，所述厚壁微管（5）内部所通的氮气，能够采用其它不与微管材料反应的气体替代，至少包括惰性气体。

4.一种超薄壁微管制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、安装超薄壁微管制作原料：取长为10mm～20mm）、外径D1为100μm～700μm、壁厚d1为30μm～60μm的厚壁石英微管（5），将其左、右两端分别连接至左、右口径转换装置（4）、（8），使得整体气路联通；其后，将该厚壁石英微管（5）两端分别固定于左、右微管夹持器（6）、（7）上，并调节左、右微管夹持器（6）、（7），使微管平行于长行程高精度微位移台（11）的导轨轴线；

步骤二、进行氮气加压：开启氮气瓶（1）开关，调节减压阀（2）大小，使下游气路压力在0.1MPa～1.0MPa范围内，达到保护气路的效果。氮气经过减压阀（2）、口径转换装置（4）进入安装完成的厚壁微管中（5），厚壁微管（5）管壁受到垂直管壁向外的压力。观察高精度气压表9读数和调节气路末端背压阀（10），精确控制厚壁微管（5）内气压P1为0.1MPa～1.0MPa；

步骤三、预热厚壁微管（5）：开启氢氧产生机（12），氢氧混合气通过PU管进入气体干燥器（13），去除产生的氢氧气中的水分子；设定气体流量控制计（14），控制氢氧混合气流量Q1为5sccm～2500sccm；开启短行程高精度微位移台（17），火焰喷枪（15）随位移台按设定的加热长度L和移动速度v1往复运动；在火焰喷枪喷口处，点燃氢氧焰，由于短行程高精度微位移台（17）的移动，长度为L的厚壁微管（5被均匀加热，达到预热时间t后，开始拉伸微管；

步骤四、拉伸厚壁微管：预热后，开启长行程高精度微位移台（11），左、右微管夹持器（6）、（7）随位移台分别向左右，按照设定的拉伸速度v2和拉伸距离X移动；位移台移动X距离后，自动停止，结束微管拉伸；

步骤五、退火处理：微管的拉伸过程结束后，调节气体流量控制计（14，控制氢氧混合气流量从Q1按减函数Q=f(t')减小至0，完成退火处理，保证制作出的超薄壁微管外表面光滑；

步骤六、此时原厚壁微管（5）在氢氧焰往复加热的长为L的区域内的部分被制作成为超薄壁微管，其外径D2为20μm～150μm，壁厚d2为1μm～10μm，取下制作成功的超薄壁微管，存放于超净环境中。

5.如权利要求1所述的超薄壁微管制作方法，其特征在于，所述厚壁微管（5）的材质包括熔融石英、玻璃。

6.如权利要求1所述的超薄壁微管制作方法，其特征在于，所述厚壁微管（5）内部所通的氮气，能够采用其它不与微管材料反应的气体替代，至少包括惰性气体。