Wenn Ihr Unternehmen optische Vorformungen herstellt-oder dies in Betracht ziehen-, wissen Sie, dass das Gasabgabesystem von entscheidender Bedeutung ist, da es die genaue Lieferung von Gasen und chemischen Dämpfen mit hoher Purity kontrolliert. Vor dem Eintritt bei Fibre Optic Center konzentrierte sich ein Großteil meiner Karriere bei 3M auf den Betrieb von MCVD -Systemen. Wie Sie wissen, sind MCVD -Systeme äußerst kompliziert und jeder Aspekt muss eng gesteuert werden. Ich habe 24 Jahre damit verbracht, diese Systeme aufrechtzuerhalten, daher verstehe ich die vielen Probleme, die auftreten können und wie sie korrigiert werden können.
Eine Möglichkeit, um hohe Erträge und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, besteht darin, zunächst das Gasabgabesystem auszuwählen, das Ihren Anforderungen am besten entspricht. Wenn Sie derzeit über ein MCVD -System verfügen, gibt es Möglichkeiten, Ihr Gasabgabesystem zu verbessern oder Änderungen zu implementieren, um Ihre hohen Erträge und Ihre Reproduzierbarkeit zu verbessern.
Vergleich der beiden Arten von Gasabgabesystemen: Edelstahl und Teflon/Glas
Wie bei jeder Technologie gibt es Vor- und Nachteile beim Vergleich verschiedener Systemtypen. Wenn es um Gasabgabesysteme geht, können sich die Voraussetzungen (oder Nachteile) wirklich summieren, da Sie nicht riskieren können, Variabilität in Vorformungen zu haben. Die Variabilität stellt unbrauchbare Faser mit erheblichem Verlust dar. In den folgenden Absätzen beschreibe ich bestimmte Punkte im Gasablieferungsprozess und wie jedes System - Edelstahl und Teflon/Glas - positiv oder negativ diesen Punkt im Prozess beeinflusst.
Im ersten Teil des Gasabgabesystems (im Wesentlichen der Rückseite des Systems) treten die Trägergase (wie Sauerstoff) und andere reaktive Gase ein. Bei beiden Systemtypen sind alle Ventile und Schläuche Edelstahl, um Lecks zu vermeiden und die OH -Kontamination zu minimieren. In der Regel sehen Sie in diesem Bereich keine Korrosionsprobleme für eines der beiden Systeme, da ein potenziell nasses Trägergas noch nicht in die reaktiven Chemikalien eingeführt wird.
Wenn Sie zum nächsten Teil des Systems wechseln, gibt es einen weiteren Satz von Ventilen, bei denen es sich um Edelstahl- oder Teflon -Blockventile handelt. Hier führen Sie die Trägergase in reaktive Chemikalien ein. Edelstahlventile funktionieren sehr gut, um Lecks zu verhindern, und können leicht mit Helium geleckt werden. Es können jedoch erhebliche Probleme auftreten, wenn die eingehenden Gase Probleme haben. Wenn Ihr gekauftes Gas beispielsweise einen hohen Wassergehalt hat oder ein Gasentrockner fehlschlägt, bilden H2O und Chemikalien reaktive HCl und korrodieren den Edelstahl. In vielen Fällen können Sie die Korrosion möglicherweise erst feststellen, wenn die endgültige Faser gezogen und mit hohen Verlusten gemessen wird. Es ist sehr zeitaufwändig, die Korrosion im System aufzuspüren. Möglicherweise müssen Sie mehrere Abschnitte aus Edelstahlrohr im reaktiven Bereich sowie Edelstahlblassen und Chemikalien ersetzen. Ihr Reparaturprojekt kann ziemlich umfangreich werden. Edelstahl zu diesem Zeitpunkt im Liefersystem erfordert eine höhere Disziplin. Der Kauf von Trockengasen und Rohstoffen ist entscheidend. Die Betreiber müssen bei der Installation von reaktiven Gaszylinder achten. Die richtigen Querverhütten und Ventile, um die Einführung von Feuchtigkeit zu verhindern, ist entscheidend. Ein Fehler in diesem Bereich kann zu einer zusätzlichen Korrosion von SS -Schläuchen führen. Es erfordert zusätzliche Disziplin, um sicherzustellen, dass das Edelstahlsystem Ihren Ablagerungsrohr mit hohen Purity-Dämpfen liefert.
Mit einem Teflon/Glass -Gas -Abgabesystem führt ein Nassgasstrom auch OH in das Ablagerungsrohr ein und führt zu hohen Wasserspitzen in der fertigen Faser. Das Teflon/Glas ist nicht kontaminiert und erfordert nur eine Trockenzeit für die Genesung. In der Regel bringen Sie das Problem, das Problem zu reparieren - die Korrektur eines Gasentrockners oder das Ersetzen einer problematischen Chemikalie - wieder in Betrieb.
Der sprudelnde Prozess: Vor- und Nachteile der 2 Gasabgabesysteme
Folgen wir weiterhin dem Weg der Gase. Sie können direkt ein reaktives Gas wie Chlor oder Bortrichlorid verwenden oder einen trockenen Sauerstoffstrom durch chemische Reagenzien wie SICL4, GECL4 oder POCL3 (häufig verwendete Chemikalien) sprudeln.
Der sprudelnde Prozess ist kritisch und es ist wichtig, dass die Gasströmung und die Flüssigkeitsreagenzentemperatur konstant bleiben. In den meisten Systemen ändert sich der Chemikalienspiegel im Bubbler im Laufe der Zeit, was den Kühlungseffekt verbessert und die Länge des Blasenpfades verringert. Dies verändert den Dampfdruck und verringert die Dampfkonzentration, die an das Ablagerungsrohr abgegeben wird. Es ist sehr hilfreich, die Bubbler -Chemikalien beobachten zu können. In einem Edelstahl -Gasabgassystem können Sie die chemische Bubbler -Farbe oder -stufe nicht beobachten. Eine Farbänderung kann auf das Liefersystemkorrosion hinweisen. Wenn die automatische Stufesteuerung fehlt, wird der falsche Flüssigkeitsniveau möglicherweise nicht erkannt. Andererseits können Sie in einem Glasbubbler Chemikalien anzeigen, den richtigen Niveau bestätigen und einen gleichmäßigen Blasenstrom bestätigen. Im Laufe der Jahre habe ich festgestellt, dass die chemische Sichtbarkeit von einem echten Vorteil ist.
Glasbeuler bieten diese zusätzlichen Vorteile:
- Der Blasenstrom kann beobachtet werden und das Frit -Verstopfung kann erkannt werden, anstatt davon auszugehen, dass alles in Ordnung ist.
- POCL3 ist für lange Dauern nicht mit Edelstahl kompatibel. Wenn Sie diese Flüssigkeit verwenden und über ein Edelstahl -Gasabgassystem verfügen, möchten Sie möglicherweise einen Glasbubbler installieren, um ein Hybridsystem zu erstellen.
- In seltenen Fällen möchten Sie möglicherweise die chemische Temperatur in den Beulen über 40 Grad C erhöhen. Diese Praxis kann Metallionen aus Edelstahl in Ihren Blasenstrom ziehen. Dies kann eindeutig die optischen Eigenschaften der Faser verschlechtern und bei der Auswahl eines MCVD -Systems berücksichtigt werden.
Wenn sich der chemische Niveau ändert, wird die Blasenpfadlänge verringert und eine erhöhte Reetentkühlung erfolgt. Beide Mechanismen führen zu einem reduzierten Dampfabholung. Unternehmen wie SG Controls Ltd. haben eine isotherme Heizung in ein Bubbler -Dip -Rohr aufgenommen. Wenn die Trägerströmungsrate schnell erhöht wird (z. B. 100 ccm bis 2.000 ccm), wird ein Temperaturabfall der Bubbler -Chemikalie beobachtet. Die Immersionsheizung setzte die Temperatur schnell in weniger als 4 Minuten (normalerweise ein Clearing -Pass) neu, um die Variation der Dampfkonzentration zu verhindern. Dieses kleine Gerät kann einen erheblichen und positiven Einfluss auf Ihre endgültige Faser haben. Abhängig von der Umwälzung von Bubbler -Ölbad erfordert längere Wiedergutungszeiten und führt höchstwahrscheinlich zu einer Variabilität der Abscheidungsrate.
Wie Sie wissen, müssen Bubblers nachgefüllt werden, um die gleiche Verdampfungsrate aufrechtzuerhalten. Dies ist ein weiteres Beispiel für die Vor- und Nachteile der beiden Arten von Gasabgabesystemen. Wie füllen Sie den Bubbler nach, ohne Feuchtigkeit einzuführen? Wenn Sie über ein Gasabgabesystem verfügen, wissen Sie, dass das Bulk -Nachfüllsystem ein separater Schrank ist - eine abgelegene Trockenbox (mit dem Teflon/Glas -System), das große Behälter mit Flüssigkeitschemikalien speichert. Um den Bubbler nachzufüllen, reinigen Sie zunächst die Edelstahl- oder Teflon -Lieferlinie mit trockenem N2, um die Trockenheit zu gewährleisten. Wenn ein Stickstoffgastrockner ausfallen sollte, können Sie versehentlich Feuchtigkeit in das Nachfüllsystem einführen. Wie bereits erwähnt, können rostfreie Stahlleitungen und der Bubbler aufgrund von Korrosion kontaminiert sein. In diesem Szenario würde das Teflon/Glas -System erneut gegenüber Edelstahl bevorzugt.
Zusätzliche Vorgaben, Nachteile und Überlegungen…
- Cross-Mixing-Gase -Wenn Gasableitungsventile in Mischblöcken geöffnet und geschlossen werden, ist eine Kreuzmischung von Dämpfen möglich, wenn die Ventile nicht ordnungsgemäß gewartet werden. Während diese Situation ungewöhnlich ist, tritt sie auf. Es ist eine Möglichkeit mit dem Teflon/Glas -System und tritt weniger wahrscheinlich mit dem Edelstahlsystem auf.
- Helium-Lecketest -Wenn Sie optische Vorformungen herstellen, sind Sie wahrscheinlich mit Helium-Leck-Test-Edelstahlsystemen vertraut. Es ist auch möglich, Teflon-Systeme mit Helium-Leck zu testen. Die allgemeine Annahme ist, dass Sie, wobei Teflon poröser ist, etwas Helium erkennen kann, ohne ein Leck vorhanden zu sein. In Wirklichkeit braucht es Zeit, bis Heliummoleküle durch Teflon diffundieren. Sie benötigen ein regelmäßiges Lecktest-Verfahren mit Teflon/Glass-Systemen. Obwohl ungewöhnlich, besteht eine etwas höhere Wahrscheinlichkeit für ein Leck. Hersteller von Teflon/Glass -Systemen wie SG -Steuerelemente legen ihre Teflonrohre und Ventile in einen Trockenkasten. Ein Gasentrockner liefert sehr trockenen Stickstoff in den Trockenkasten, um eine sehr trockene Überdruckatmosphäre aufrechtzuerhalten. Dies verhindert, dass jede Feuchtigkeit im Laufe der Zeit durch den Teflon in die Dampfleitungen verbreitet wird. Wenn Sie ein Teflon-/Glasgaslieferungssystem haben (oder einen kaufen möchten) sollten Sie eine Trockenkiste haben.
- Wechseln der Chemikalien - Wenn Sie ein Edelstahlgasabgassystem haben, ist es wichtig, die Chemikalien häufiger zu ändern. Wenn Sie einen regelmäßigen und häufigen Wartungsplan einführen, können Sie schnell Korrosion oder Verfärbungen ermitteln. Mit dem Teflon/Glas -System ist die Korrosion weniger wahrscheinlich und chemische Veränderungen sind selten erforderlich.
Unabhängig davon, welches Gaslieferungssystem Sie verwenden, gibt es immer Raum für Verbesserungen
Ich möchte kurz zwei zusätzliche Punkte ansprechen, da sie für den Prozess und die Produktqualität von entscheidender Bedeutung sind. Wenn Sie diese nicht an Ort und Stelle haben und Hilfe möchten, rufen Sie bitte an.
- Ändern Sie Ihr System mit einem qualitativ hochwertigen Drehdicht -es erfordert viel Arbeit, um gasströme zu erzeugen, die einheitlich und reproduzierbar sind, ohne Abweichungen. Aber wenn Ihre Drehdichtung und Lecks, können Sie den Gasstrom verlieren. Wenn die benetzten Teile Ihrer Drehdichtung Edelstahl und Leck sind, können Sie Feuchtigkeit einführen, was zu Korrosion führen und zu hohen Verlustenproblemen führen kann. In Teflon-/Glassystemen wird bei der Lecks und der Einführung der Feuchtigkeitsdichtungssysteme Korrosion verhindert, aber Sie können einen höheren OH -Peak in gemessenen Fasern sehen. Häufige Rotationsdichtungsdesigns, bei denen der Welle in ein Gehäuse und Dichtungen auf dem Innendurchmesser des Gummi-O-Ringes schlägt, tragen normalerweise schnell. Dies wirkt sich natürlich auf die Qualität des Siegels aus und kann häufige Wiederherstellungen erzwingen, um Kontaminationen zu verhindern. Eine bessere Lösung ist verfügbar. SG-Steuerung der Drehdichtung O-Ringe mit der O-Ring-Seite gegen eine verstellbare Glasdruckplatte. In diesem Design gibt es extrem geringe Verschleiß am O-Ring. Dies ist ein fantastisches Rotationsdicht, das bei beiden Arten von Gasabgabesystemen funktioniert. Im Laufe der Jahre habe ich keine Korrosionsprobleme und minimale Leckageprobleme mit dieser Art von Drehdichtung gesehen.
- Kalibrierung ist kritisch; Implementieren Sie automatisierte Verfahren, um Ihren Finger bei jedem Schritt am Puls zu halten - sagen wir, Sie glauben, dass Ihre Durchflussrate 200 ccm pro Minute beträgt, aber Sie haben den Massenströmungscontroller nicht kalibriert. Sie produzieren eine große Menge von Vorformungen, und Ihr Massenströmungsregler schlägt fehl. Sie kaufen und installieren einen neuen Controller und setzen den Fluss für das, was Sie dachten. Es stellt sich jedoch heraus, dass Ihre tatsächliche Durchflussrate nicht 200 ccm pro Minute betrug. Die Preform kann nicht reproduziert werden. Sie müssen von vorne beginnen, experimentieren und fließen, bis Sie die gewünschten optischen Eigenschaften erreichen. In der Zwischenzeit gehen Zeit und Materialien verloren. Es ist zu jeder Zeit entscheidend, Ihre absolute Durchflussrate - und alle anderen Messungen - zu kennen. Tun Sie alles, um in jeder Phase des Prozesses den Finger am Puls zu halten. Im Laufe der Jahre habe ich eine Vielzahl von manuellen und automatisierten Test-/Kalibrierungsverfahren implementiert und implementiert, um bei jedem Schritt im Prozess die höchstmögliche Sicherheit zu erhalten.
Abschluss
Ich möchte Sie mit diesem Gedanken lassen: Stellen Sie sich vor, Sie stehen an der Ecke einer geschäftigen Stadtstraße. Warten Sie, bis das Zebrastrow -Signal grün wird, damit Sie die Straße sicher überqueren und Ihr Ziel erreichen können? Oder stürzen Sie in die Kreuzung, während das Zebrastreifen -Signal trotz der Unsicherheiten und Gefahren rot ist? In meinen 25 Jahren des Betriebs und der Wartung von MCVD-Geräten zur Herstellung optischer Vorformungen habe ich erfahren, dass es am besten ist, alle Sicherheitsvorkehrungen und bewährten Strategien zu nutzen.
Wenn Sie ein MCVD -System auswählen und kaufen möchten, das Ihren Anforderungen entspricht und gleichzeitig hohe Erträge und Reproduzierbarkeit bietet, gebe ich gerne Anleitung an. Wenn Sie bereits optische Vorformungen herstellen, rufen Sie an, wenn Sie das Ändern Ihres Gasabgabesystems oder die Implementierung von Kalibrierungsverfahren diskutieren möchten, um Ihre hohen Erträge und Ihre Reproduzierbarkeit zu verbessern.
Larrys Definition von Frit:
FRIT - Im Teflon/Glass -Gas -Abgabesystem, das zur Herstellung von optischen Vorformen verwendet wird, schränkt das Glas den Sauerstofffluss auf einen gleichmäßigen Blasenstrom ein.
