康宁生产一些世界上最纯净的玻璃,其工艺在一段时间内似乎根本不涉及玻璃。
这被称为气相沉积——一种高温工艺,通过在不断增长的表面上沉积一层又一层微小的玻璃颗粒来制造玻璃,而不是冷却熔化的液体。
气相沉积是康宁在光纤领域全球领先地位的关键。这也是康宁用来生产其他专业玻璃技术产品的工艺,比如精密的望远镜反射镜。
它代表了康宁对材料的深刻理解、过程控制专业知识、尖端设备设计和自动化的经典结合。
它是如何工作的
该工艺有多种形式,但康宁最常用的是外部气相沉积(OVD),它在固体基底上(或周围)以微小层“构建”新玻璃。在北卡罗来纳州威尔明顿市的光纤工厂管理技术交付的米歇尔·金和格雷格·高斯曼是这样解释外部气相沉积的。
“简单地说,想象一下炉子上的茶壶,”高斯曼说。“当你提高水的温度,但不是高到沸腾,你仍然会产生蒸汽,或蒸汽,它高于液体本身。而不是让蒸汽从茶壶中逸出,你实际上是通过管道将蒸汽输送到燃烧器,在那里蒸汽被燃烧。”
蒸汽不是来自沸水,而是来自含有硅的液体,有时也来自被称为掺杂剂的受控添加剂。因此,燃烧过程会产生一种非常小的氧化玻璃颗粒(称为烟灰)和未燃烧的蒸汽的混合物。反过来,这些蒸汽可以在颗粒周围凝结,然后进一步聚集并粘附在基材上。
利用光纤,蒸汽被精心地沉积在一根长长的陶瓷诱饵杆周围。一层又一层的蒸汽与微小的玻璃颗粒反应形成了超纯玻璃。去除诱饵杆后,完美的玻璃管(被称为预制件)在高温下固化,并拉伸成头发细的光纤。观看这个视频了解更多。
在透镜、镜子和多年来美国航天器的窗户的情况下,气相沉积发生在“直接到玻璃”的过程中,导致巨大、密集的玻璃块。制作一个大型望远镜镜面是一个持续一年多的过程。