中国粉体网讯 在大规模信息网络建设需求的带动下，全球光纤通信行业一直处于高速发展态势，经过多年的发展，我国已经成为全球光纤光缆生产和消费的第一大国。光纤预制棒作为光纤光缆生产的“源头”，一直被认为是光纤光缆产业链的核心竞争点。而光纤制造的主要基础材料——光纤用石英玻璃也成为光通信业发展的基础材料。
光纤预制棒（图源：河北新闻广播）
其中，石英衬管（Substrate Tube）和套管（Jacket Tube）是光纤预制棒制备工艺过程中最常用的高端石英管材，其在光纤预制棒行业不断发展的历程中始终发挥着至关重要的作用，已成为光纤领域不可或缺的重要基础材料。
光纤预制棒用石英衬管、套管（图源：久智科技）
特别是大尺寸石英套管作为生产大尺寸单模光纤预制棒的主要原材料，约占光纤预制棒质量的90%、成本的80%。大尺寸石英套管的技术水平和制造成本将直接影响和决定着大尺寸单模光纤预制棒和光纤的市场前景和竞争力。长期以来，我国的大尺寸石英套管全部依赖进口，曾严重制约了我国光纤产业持续健康发展。
2013年国家科技部针对我国光纤基础材料所处的被动局面和其在国家中长期科学和技术发展规划中所处的重要战略地位，将光纤预制棒大尺寸石英套管列为国家863计划课题。久智光电子材料科技有限公司（简称久智科技）承担了该863项目，并制定了以天然石英粉为原材料，以PSOD工艺为核心技术制备大尺寸石英套管的技术路线，开发出了具有自主知识产权的单模光纤预制棒用大尺寸石英套管生产技术，产品达到国外同类产品水平，突破国外技术壁垒，填补了国家技术空白。
据了解，石英玻璃的熔点高，熔化时粘度非常大，熔化的同时也存在挥发等特点，这使其不能像普通玻璃熔化成流体后成形。因此，石英玻璃熔制工艺具有特殊性。目前，国外一般采用OVD化学合成工艺生产多模光纤预制棒用石英套管，以德国Heraeus公司为标杆；国内采用物理工艺方法，即高频等离子固相外沉积（PSOD）-中频无接触拉管二步法工艺，以久智科技为代表。
PSOD工艺是采用等离子体为热源，高纯石英砂为原料，以低羟基厚壁石英管作为基础管，水平固定于卧式玻璃车床上，通过等离子熔制、机械冷加工、或配套后续中频无接触二步法拉管等步骤制备出光纤预制棒用石英衬套管。其中生产单模光纤预制棒所需要的大尺寸石英套管（Φ外150以上），只需PSOD一步工艺即可实现。
PSOD工艺的特点是以洁净干燥的空气等离子体为热源，能量集中温度高，可将石英砂直接玻璃化，生产过程不会引入羟基且不会产生有毒有害气体，无需脱水、烧结、脱羟等过程以及尾气的环保处理，工艺路线短，具有明显的成本优势。
同时，PSOD工艺使用天然石英砂作为原料来制备大尺寸的光纤预制棒套管以取代目前的合成石英工艺，不仅能够节约成本、提高效率，还可以避免SiCl4工业带来的严重腐蚀性和环境污染。
光纤用石英玻璃一般怎样分类？光纤用石英材料和石英制品等石英玻璃产品的主要制备工艺有哪些？光纤用石英玻璃的应用细分领域和基本要求如何？PSOD工艺的原理及工艺流程具体是怎样的？对于天然石英砂原料的性能要求有哪些？在由中国粉体网主办的“2023（第七届）全国石英大会暨展览会”（11月15日，安徽蚌埠）上，高端石英材料制造商、全球主流的光纤预制棒用石英材料生产企业久智科技技术总监谷巨明，将做《光纤用石英玻璃的制备应用及石英砂选择》报告。欢迎感兴趣的朋友亲临现场，聆听专家的精彩报告！
专家简介：
谷巨明，工学博士，高级工程师，曾先后就职于科研院所、央企、外企等机构集团，长期从事高端石英材料和石英制品、光纤材料、氯丁橡胶等无机和高分子材料的研发和生产运营工作。现任久智科技公司技术总监兼石英制品事业部负责人，近几年曾主持及参与国家863课题、国家科技支撑计划、国家国际合作、国家××工程重大专项、国家自然科学基金、省重大科技成果转化等项目，获得国家及省级多项奖励。发表论文20余篇（含SCI论文4篇），参与编写专著1部，授权专利16项，主持或参与编写国家及行业标准7项。
参考资料：
谷巨明、张锦等：光纤预制棒用石英衬管和套管的制备技术及发展趋势
张锦、孙丽丽：光纤用石英玻璃的制备工艺
杨轶、孙丽丽等：天然石英砂制造通信光纤的研究
（中国粉体网编辑整理/平安）
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