高纯四氯化硅供应系统在光纤预制棒生产中的应用李东升.doc

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1、高纯四氯化硅供应系统在光纤预制棒生产中的应用--李东升————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：高纯四氯化硅供应系统在光纤预制棒生产中的应用李东升，龚小雷(上海正帆科技有限公司，上海201108)[摘要]高纯四氯化硅是光纤预制棒生产的重要原料。其输送系统的稳定性直接影响到预制棒的质量。本文从系统设计的角度，论述了如何将高纯四氯化硅液体安全、精确和稳定地供应到蒸发器内。同时也介绍四氯化硅经加热蒸发，将蒸汽输送到沉积炉内参与气相沉积反

2、应的工艺控制要点。[关键词]光纤预制棒；精密输送；气相沉积ApplicationofHighPuritySiCl4SupplySystemforOpticalFiberPreformTubeFabricationLIDong-sheng,GONGXiao-lei（ShanghaiGenTechCo.，Ltd.，Shanghai201108，China）Abstract：HighpuritySiCl4isimportantrawmaterialforopticalfiberpreformtubefabrication.Thest

3、abilityofitssupplysystemwillinfluencethepreformtubequality.Accordingtosystemdesignconcept,howtosupplySiCl4safely,preciselyandstablytovaporizerisdiscussed.ProcesscontrolkeypointsforSiCl4heatingandvaporization,vapordeliverytodepositionfurnaceisalsointroduced.Keywords：

4、opticalfiberpreformtube；precisedelivery；vapordeposition随着3G网络以及光纤到户（FTTH）的不断普及，光纤成为全球通信技术发展的主要趋势。这促使我国光纤制造工艺在近几年得到了突飞猛进的发展。但目前我国光纤预制棒近90%依赖进口[1]。特别是外包层，因受到沉积效率较低等技术困扰，制造成本一直居高不下。四氯化硅是生产预制棒的主要原料，占预制棒成本的30%[2]。光纤用高纯四氯化硅主要通过多晶硅副产物经二级精馏提纯获得。1供液系统的整体设计和规划常用的预制棒制造工艺主要有OVD

5、、VAD、MCVD、PCVD四种[3]。高纯SiCl4液态原料主要用于沉积预制棒的芯层和包层。影响原料沉积质量的主要关键因素有原料的压力波动、流量波动及温度波动，而压力、流量和温度三者本身又是密切相关的。导致压力波动的主要因素在于液态原料供应（供液）系统的设计，其不仅包括了管网系统设计也包括了设备本身的配置，这两者在供液系统整体规划和设计中起到决定性作用。目前整个供液系统的配置方式主要有两种：a.通过精馏工艺直接提纯原料后将高纯的原料通过充装设备储存在收集罐，经过泵等部件将原料输送至分流设备，再配送至工艺设备的各个使用点（如图

6、1）。b.比较普遍的方式是外购高纯SiCl4原料，通过供液柜、分流装置输送至使用点（如图2）。未来的趋势将会是直接采用工业级的原料，经现场提纯制备高纯SiCl4来满足预制棒制造工艺的需求，这将大大降低预制棒制造成本。图1采用屏蔽泵供应的SiCl4流程图图2采用氮压供应供应的SiCl4流程图2管网系统设计的目标供液系统中的管网系统设计的目标是通过合理优化管道走向及设备布置，尽可能减少压力损耗，同时便于系统维护及后期改造，最终满足工艺对于压力和流量的需求。流量是供液系统设计先决考虑的部分，尤其是SiCl4系统，其在各种预制棒制造工

7、艺中生产的用量都非常大，因而一定要选择合适管径的管道、管件及足够流通量的阀件；其次液体的输送尽可能保证在原料罐、设备（源设备、分流设备、缓冲装置及工艺设备）在同一层高上，管道走向尽量减少弯头数量、避免U型弯的存在（因为U型弯容易导致系统维护时液体难于置换干净，另外也是原料中颗粒等不纯物累积的地方）。3输送设备配置的要点输送设备是整个供液系统的关键，其主要包括屏蔽泵、源供液柜、分流（缓冲）装置、汽化精密流体控制设备及相关辅助设备组成。3.1屏蔽泵屏蔽泵的电动机和泵封闭在一个腔内，电动机转子浸泡在输送介质中，定子被焊接内套与介质隔

8、开[4]。四氯化硅直接在泵和屏蔽电机中循环流动无需机械密封屏蔽隔离，实现了超低噪音和零泄漏流体境界。屏蔽电泵最大的特点是无泄漏。屏蔽电泵适应性能好，可以采用卧式、立式、逆循环等多种结构形式，以满足现场需要。由于屏蔽电机采用滑动轴承和无冷却风扇，故运转时噪音低。可配置智能轴承检