一种制导用超高强度光纤制造技术

本实用新型专利技术一种制导用超高强度光纤，所述光纤由内而外依次为纤芯(1)、外包层(2)、内涂覆层(3)和外涂覆层(4)，所述外包层(2)中掺有碱金属卤代物。所述碱金属卤代物为碱金属与卤素的化合物。本实用新型专利技术一种制导用超高强度光纤，其具有超高强度且制造工艺简单高效。

An ultra high strength fiber for guidance

【技术实现步骤摘要】
一种制导用超高强度光纤
本技术涉及一种超高强度光纤，尤其是涉及一种应用于制导武器上的超高强度光纤，属于光纤

技术介绍
光纤作为一种传输媒介，具有损耗低、体积小、重量轻以及抗电磁干扰等优点，不仅广泛应用于现代光纤通信技术，也受到了各发达国家军方的重视与青睐。光纤制导武器是一种先进的有线制导武器系统，它采用光纤作为数据传输链路，在武器和发射平台之间双向传输信号，从而实现精确制导。高强度光纤是有线制导武器系统的关键部件之一，如何提高光纤的强度，是光纤制导的关键技术。现有技术当中一般通过外增强技术，即在光纤外增加增强材料以及保护层来提高光纤线导的强度，针对高强度光纤的技术一般较少涉及。如中国专利文献CN109111099A公布了“一种高强度光纤的制造方法”，该方法在光纤拉丝后，于40～70℃放置7～24小时进行时效处理，通过温度时效处理减小光纤的应力，并降低裂纹产生，从而提高光纤的拉伸强度，该方法制得的光纤可满足200kpsi张力筛选，应力腐蚀敏感系数达到30，在一定程度上提高了光纤的强度，但是仍然不能满足制导用超高强度光纤的需求。中国专利文献CN208172313U公开了“一种高强度光纤”，该技术主要涉及到外增强技术，没有涉及到如何提高光纤强度。综上所述，亟需一种能够实现超高强度的光纤。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种制导用超高强度光纤，其具有超高强度且制造工艺简单高效。本技术的目的是这样实现的：一种制导用超高强度光纤，所述光纤由内而外依次为纤芯、外包层、内涂覆层和外涂覆层，所述外包层中掺有碱金属卤代物。本技术一种制导用超高强度光纤，所述碱金属卤代物为碱金属与卤素的化合物。本技术一种制导用超高强度光纤，所述碱金属为Li、Na、K、Rb或Cs，卤素为F、Cl、Br、I或At。本技术一种制导用超高强度光纤，所述碱金属卤代物为KBr。本技术一种制导用超高强度光纤，外包层中碱金属离子浓度为120～250ppm。本技术一种制导用超高强度光纤，上述纤芯纤芯采用PCVD、MCVD、OVD、VAD制造，外包层采用OVD制造，内涂覆层和外涂覆层为丙烯酸树脂。本技术一种制导用超高强度光纤，所述光纤包括但不限于单模光纤、多模光纤或保偏光纤。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过在光纤外包层掺杂碱金属卤代物，可以匹配光纤外包层粘度，使得光纤在拉制过程中外包层中存在压应力，抑制光纤微裂纹扩展，从而提高光纤强度，满足制导用光纤线导的需求；同时本技术制备工艺流程简单，制作成本低，易于实现。附图说明图1为本技术一种制导用超高强度光纤的横截面示意图。图2为本技术一种制导用超高强度光纤的应力分布图。其中：纤芯1、外包层2、内涂覆层3、外涂覆层4。具体实施方式参见图1和图2，本技术涉及的一种制导用超高强度光纤，所述光纤由内而外依次为纤芯1、外包层2、内涂覆层3和外涂覆层4，所述外包层2中掺有碱金属卤代物，碱金属卤代物为碱金属与卤素的化合物；碱金属包括Li、Na、K、Rb、Cs，卤素包括F、Cl、Br、I、At；优选的采用KBr；其中，外包层2中碱金属离子浓度为120～250ppm，优选为200ppm；进一步的，上述纤芯纤芯1采用PCVD、MCVD、OVD、VAD制造，外包层2采用OVD制造，内涂覆层3和外涂覆层4为丙烯酸树脂；进一步的，光纤包括但不限于单模光纤、多模光纤或保偏光纤等特种光纤；本技术最终制得的光纤采用300kpsi进行筛选，断纤率1次/100km，在5％的应变速率，50％断裂断裂概率下光纤的抗拉强度大于8.7GPa，亮点弯曲发测得光纤的应力腐蚀敏感参数为67.9，光纤的应力分布测试结果如图2，光纤包层中应力为压应力，且距离纤芯越远，压应力数值越大。本技术一种制导用超高强度光纤的制造过程为：步骤一、外包层制备：采用外部气相沉积法(OVD)制备光纤外包层，即将含有SiCl4气体通入氢氧喷灯，发生火焰水解反应，生成SiO2反应物，沉积在高纯石英棒外表面，来回沉积一定层数，直至在高纯石英棒外表面上形成具有一定厚度的仅有SiO2的疏松体外包层；步骤二、脱水：在高纯氦气和氯气的混合气体环境下，在1150℃对疏松体预制棒进行脱水处理；步骤三、掺杂：再加入一定的碱金属卤代物，1450℃保温2.5小时，使得碱金属卤代物挥发气化扩散至外包层疏松体内；步骤四、烧结：在1650℃对疏松体预制棒进行烧结处理，形成实心的光纤预制棒；步骤五、拉丝：将制好的预制棒拉丝成光纤，并涂覆内外两层丙烯酸树脂涂层材料形成内涂覆层和外涂覆层。本技术的原理为：通过在光纤的外包层中掺入碱金属卤代物，基于Griffith微裂纹理论，微裂纹在张应力的作用下会加速扩展而发生断裂。通过光纤外包层掺杂金属卤代物，可以匹配光纤外包层的粘度，从而使得光纤在拉丝的过程当中包层之中具有一定的压应力，在压应力的作用下，光纤表面的微裂纹的扩展速度会减慢，最终可以制得高强度的光纤。另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制导用超高强度光纤，所述光纤由内而外依次为纤芯(1)、外包层(2)、内涂覆层(3)和外涂覆层(4)，其特征在于：所述外包层(2)中掺有碱金属卤代物。/n

【技术特征摘要】
1.一种制导用超高强度光纤，所述光纤由内而外依次为纤芯(1)、外包层(2)、内涂覆层(3)和外涂覆层(4)，其特征在于：所述外包层(2)中掺有碱金属卤代物。


2.如权利要求1所述一种制导用超高强度光纤，其特征在于：所述碱金属卤代物为碱金属与卤素的化合物。


3.如权利要求1所述一种制导用超高强度光纤，其特征在于：所述碱金属为Li、Na、K、Rb或Cs，卤素为F、Cl、Br、I或At。


4.如权利要求1所述一种制导用超高强度光纤，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪杰，徐丹，朱婷婷，赵霞，吴浩，姜恺铭，张慧，张冬梅，
申请(专利权)人：江苏法尔胜光电科技有限公司，无锡法尔胜光电科技有限公司，法尔胜泓昇集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32