最新学习情境一：石英光纤原材料选择与提纯

学习情境一：石英光纤原材料选择与提纯

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光纤光缆制备

§1.2原材料性能参数与技术指标

1）石英光纤的选材要求：

（1）必须能够拉制成很长、很细、可卷绕的纤维；

（2）必须对特定的光波是透明的，以便光纤可以有

效地导光；

（3）物理性能合适，使得拉制成的光纤纤芯与包层

折射率仅有稍许差异。

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制备石英光纤的原料

是一些高纯度的卤化物化学试剂，常见的有液态

的四氯化硅（SiCl4）、四氯化锗（GeCl4）、三

氯氧磷（POCl3）、三氯化硼（BCl3）、三氯化铝

（AlCl3）、三溴化硼（BBr3）以及气态六氟化

硫（SF6）、四氟化碳（C2F4）等。

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表1-1: 几种光学玻璃成分的特征

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§1.4光纤材料的提纯

提纯的原因

光纤材料的纯度直接影响着光纤的损耗特性，故需

要对原材料进行提纯。

提纯的常用试剂：四氯化硅

提纯的方法

①精馏法

②吸附法

④络合法

③部分水解法及络合法

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1）精馏法

原理：是利用被提纯物质与杂质的沸点不同来清除杂质的，因而部分与SiCl4沸点很近的杂质不易清除，使之不能无限度提纯。

2）吸附法

原理：是利用被提出物质和杂质的化学键极性差异，选择适当的吸附剂进行有效地选择性吸附分离，达到提纯的目的。

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3）部分水解法

原理：是利用卤化硼、 BOCl和其他含硼络合物以及钛、铝等一些元素的氯化物比SiCl4更容易水解、水化或被水络合，形成不挥发的化合物而除去。该法脱除SiCl4中的硼杂质效果较为显著。

4）络合法

原理：是利用络合剂能与BCl3形成化学上和热学上高度稳定的络合物；极难挥发和对热很稳定；不与SiCl4及 SiHCl3发生作用。采用多级精馏提纯效果亦有一定限度，而此法好于前者，备受国外半导体工业青睐。

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为了提高纯度，目前广泛采用的是

“精馏—吸附—精馏综合提纯法”——“精馏”“吸附”相交替的方式；络合法。其流程图如下图1-3示

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此法的优点

可使SiCl4达到很高的纯度，其中有害金属杂质总含

量降低到5ppb左右，产生OHˉ的含氢化合物SiHCl3

的含量可小于0.2ppm。

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