[发明专利]一种用于外部气相沉积法的沉积腔

说明书

本发明涉及一种用于外部气相沉积法的沉积腔，包括有沉积腔体，沉积腔体中安设有上、下旋转夹盘，对应于上、下旋转夹盘安设有上下间隔的喷灯，上、下旋转夹盘或喷灯与上下移动装置相连，沉积腔体的一侧与进风腔相连通，沉积腔的另一侧与抽风腔相连通，其特征在于所述的进风腔位于喷灯背面一侧，进风腔的前面与沉积腔相贯通，进风腔的后面联接上下分隔的子进风腔，每个子进风腔的进风口处设置加热装置，用于对进入气体的加温。本发明能够对送入沉积腔体中不同区域的气体温度进行调控，可使整个沉积腔尤其是粉棒沉积区域的上下温度分布更为均匀和一致，从而有效提高OVD工艺的沉积质量。安设尾气回收管道使得部分尾气回收至气体过滤腔，实现节能节气的效果。

技术领域

本发明涉及一种用于外部气相沉积法的沉积腔，为用于制备合成石英玻璃圆柱体的配套设备。

背景技术

外部气相沉积法(OVD)制作石英玻璃圆柱体是一种重要的、众所周知的方法，可获得高纯合成二氧化硅石英玻璃产品，由于其杰出的材料特性，普遍应用于光纤、光学玻璃以及半导体行业。OVD的工艺流程为沉积喷灯将二氧化硅纳米气流沉积在目标靶棒上，形成多孔二氧化硅粉棒预制体，然后将多孔二氧化硅粉棒预制体在真空或者氦气中烧结成无孔纯二氧化硅石英玻璃圆柱体。

OVD法沉积机理是热泳，指的是由于温度梯度对颗粒产生的效应，它会造成颗粒从一个高温区移动至低温区，由此可见，温度梯度是影响沉积的主要因素，颗粒温度较高，靶材温度较低，可提高收集率和沉积效率。为了保证沉积二氧化硅粉棒的沉积纯度和均匀性，喷灯的喷射燃烧沉积过程是在具有负压的沉积腔中进行的，沉积腔将整个喷灯组和沉积靶棒封闭在沉积腔中，与外界相对隔离，使沉积区域保持较高的温度，同时通过设置进风腔和抽风腔，将未沉积至靶棒上粉尘及时抽出沉积区域。现有的沉积腔和抽风腔均为单个腔体结构，进入腔体的气体温度上下是一致的，随着沉积燃烧不断进行，腔内温度升高，烟炱预制件外径不断增大，因空气对流热量向上运动，使沉积区域和预制件粉棒上下温度不均，导致热泳沉积速率不一，甚至会出现“葫芦状”等外径不均匀的预制件粉棒。沉积区域温度的变化和波动，直接影响到沉积过程中的温度梯度分布，致使粉棒沉积率减小，粉棒上下沉积不匀，引起沉积质量下降。为了获得预期的沉积率，现有技术往往选择加大下烤灯火焰温度，用于加热芯棒下部，调节因对流引起的热量上涌。但这种做法一方面造成了热量的巨大浪费，另一方面也无法彻底解决芯棒上下温度不均的问题，难以得到质量优异的石英预制棒产品。尤其是大直径粉棒，此现象更为严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种用于外部气相沉积法的沉积腔，它能调节沉积区域热场温度，使沉积区域温度分布均匀，提高沉积质量。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

包括有沉积腔体，沉积腔体中安设有上、下旋转夹盘，对应于上、下旋转夹盘安设有上下间隔的喷灯，上、下旋转夹盘或喷灯与上下移动装置相连，沉积腔体的一侧与进风腔相连通，沉积腔的另一侧与抽风腔相连通，其特征在于所述的进风腔位于喷灯背面一侧，进风腔的前面与沉积腔相贯通，进风腔的后面联接上下分隔的子进风腔，每个子进风腔的进风口处设置加热装置，用于对进入气体的加温。

按上述方案，所述的子进风腔进风口与气体过滤腔相连通，所述的气体过滤腔中设置有气体过滤器。

按上述方案，所述的子进风腔呈棱台锥筒状，前大后小，前端与进风腔前面联通，后端通过连接管与气体过滤腔相连通，所述的加热装置设置在连接管上。

按上述方案，所述的抽风腔位于喷灯的前面一侧，抽风腔的前面与沉积腔相贯通，抽风腔的后面联接上下分隔的子抽风腔，每个子抽风腔的出风口处串接风量调节阀，用于对抽出气体流量的调节，所述的子抽风腔的出风口与抽风管道相连通。

按上述方案，所述的子进风腔对应进风腔上下设置6～15个，所述的子抽风腔对应抽风腔上下设置6～15个。