火焰水解反應（flame hydrolysis）是光纖的組成元素的揮發性鹵化物如四氯化矽及其他各種摻入元素的鹵化物直接進入氣體燃燒器的高溫火焰中與水反應生成二氧化矽或摻雜的二氧化矽的超細粉末的過程。火焰水解反應製備光纖坯棒又分兩種方法：一種是徑向火焰水解法即CVD法，另一種為軸向火焰水解法即VAD法。
基本介紹
- 中文名：火焰水解反應
- 外文名：flame hydrolysis
- 分類：徑向火焰水解法、軸向火焰水解法
- 套用：光纖坯棒
反應式,側面橫向火焰水解法,縱向火焰水解法,
反應式
火焰水解反應的反應式為SiCI4(GeCl4)+2H2O→SiO2(GeO2)↓+4HCI↑。
反應產生的SiO2或摻雜的SiO2堆積成多孔性坯棒再經燒結和透明化即成光纖坯棒。火焰水解反應製備光纖坯棒又分兩種方法：一種是徑向火焰水解法即CVD法，另一種為軸向火焰水解法即VAD法。
側面橫向火焰水解法
側面橫向火焰水解法又稱電漿CVD法，是指用微波電漿使石英基管內氣態鹵化物原料氧化生成玻璃沉積膜層製造光纖坯棒的過程。電漿是由裝在石英管外可快速移動的環形微波腔發生的，這種微波等離體發生器的功率一般為1000W左右，頻率245GHz，發生的電漿屬於非等溫電漿，即電漿內電子溫度高於離子溫度和氣體溫度。
因而氣態原料的氧化反應可在低溫(500℃)進行，但反應沉積的玻璃內氯含量較高。為避免氯氣導致沉積層開裂和剝落，在石英管外還套一管式加熱爐，使反應沉積在1000C以上進行。PCVD法的特點是在管壁處進行異相反應並直接在管壁上形成一層極薄而且均勻的玻璃膜層；為了提高同一膜層內玻璃成分的均勻性，等離子發生器以8cm/s的速度快速移動，調節形成每一層玻璃膜時氣態原料的組成，就可形成設計要求的折射率分布的坯棒；每一坯棒的形成一般要沉積2000層玻璃膜，因而折射率分布比較理想。另外沉積效率高亦是PCVD法的優點。
縱向火焰水解法
縱向火焰水解法又稱汽相軸向沉積法。氣化的原料進入火焰中水解形成的超細玻璃粉堆積在作為靶子的種棒的端面上，形成軸向生長的光纖坯棒的方法。本方法所用的種棒一般是石英玻璃棒。
用VAD法製備光纖坯棒可分四個階段：多孔坯棒的製造、脫水和透明化過程、拔細和加外附管。拔細是把前階段做成的直徑為25mm的棒拉成直徑為10mm的棒。加外附管是用來調節芯和包層的相對尺寸，外附管是石英管，這後兩個步驟是在玻璃車床上進行的。用VAD法製造進行光纖坯棒時，不同於與其他工藝方法，關鍵問題是折射率分布的形成、脫水技術、沉積燃燒器的結構以及摻氟途徑。
VAD法的優點：(1)不受底管尺寸的限制，因而便於製造大尺寸坯棒，產量高成本低；(2)有一個脫水過程，可使材料內OH根含量降得很低；(3)可用作原料，與相比價格便宜並且容易沉積。VAD工藝雖然步驟較多、裝置複雜、控制難度較大，但它已用於大規模生產各種優質光纖和製造各種特殊結構的光纖。
