本发明专利技术公开了一种耐高温耐辐射光纤及其加工工艺,该光纤包括纤芯、包层和涂覆层,所述涂覆层包括溅射镀膜层,所述溅射镀膜层外部电镀有电镀膜层。由于金属材料高低温性能远远优于高分子材料,并且能对辐照进行很好的屏蔽。因此,本发明专利技术的耐高温耐辐射光纤具有耐高温、耐辐照和耐腐蚀的优点,使光纤能够工作在异常恶劣的环境中,又基本不会增加光纤的体积和重量,从而提高了光纤的性能,扩大了光纤的温度工作范围,提高了其耐辐照性能,提高了光纤的使用寿命。
High temperature resistant radiation resistant optical fiber and processing technique thereof
The invention discloses a high-temperature radiation resistant optical fiber and its processing technology, the optical fiber includes fiber core, cladding and a coating layer, the coating layer includes a sputtering layer, the external layer sputtering plating plating layer. Because of the high and low temperature performance of metal material, it is much better than that of polymer material, and it can shield radiation well. Therefore, the invention of the high-temperature radiation resistant optical fiber has the advantages of high temperature resistance, radiation resistance and corrosion resistance, the fiber can work in extremely bad environment, and will not increase the volume and weight of the fiber, so as to improve the performance of optical fiber, optical fiber temperature to expand the scope and improve the radiation resistance the performance, improve the service life of the optical fiber.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光纤,尤其涉及一种适用于光纤传感器的耐高温耐辐射光纤及其 加工工艺。
技术介绍
光纤作为信息传递材料,其一般由石英等拉成的纤芯、包覆纤芯上的包层、以及包 覆包层上的涂覆层构成,普通光纤最高使用温度一般不允许超过85°C,如果长时间超过正 常使用温度,光纤表面的涂覆层会发生劣化,影响光纤强度和使用寿命。这就限制了光纤的 使用范围,使光纤在某些恶劣环境中无法使用。而随着航空航天行业的发展,现代卫星和飞 船上装载了各种高性能的光通信器件、光纤传感器、光纤陀螺(FOG)等光纤器件,这些光纤 器件长期在太空的高温、高能粒子辐射下,容易造成其性能下降或者损坏,将严重威胁飞行 器的安全及寿命。目前的耐高温耐辐射光纤的涂覆层主要由紫外固化的丙烯酸脂、聚酰亚胺等高分 子材料构成,其短期最高使用温度可达150°C 350°C。但是长期在太空的高温、高能粒子 辐射下,这种涂覆层仍然很难保证其性能、容易损坏、使用寿命较短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐高温耐辐射光纤及其加工工艺,以提高耐高温耐辐 射光纤的性能和使用寿命。为达到上述目的,本专利技术一方面提供了一种耐高温耐辐射光纤,包括纤芯、包层和 涂覆层,所述涂覆层包括溅射镀膜层,所述溅射镀膜层外部电镀有电镀膜层。本专利技术的耐高温耐辐射光纤,所述溅射镀膜层包括溅射镀铝膜、溅射镀铜膜、溅射 镀镍膜、溅射镀铬膜或溅射镀金膜之一。本专利技术的耐高温耐辐射光纤,所述电镀膜层包括镀铝层、镀铜层、镀镍层、镀铬层、 镀金层、镀钴层或镀铅层之一。本专利技术的耐高温耐辐射光纤,所述溅射镀膜层设有至少一层。另一方面本专利技术还提供了一种上述耐高温耐辐射光纤的加工工艺,包括以下步 骤制备无涂覆层的裸纤;清洗上一步得到的裸纤;对上一步得到的裸纤进行活化处理;将上一步得到的裸纤送入带圆周旋转溅射靶的溅射炉进行溅射镀膜处理;将上一步得到的光纤进行电镀处理。本专利技术的耐高温耐辐射光纤的加工工艺,在所述清洗上一步得到的裸纤之后,所 述对上一步得到的裸纤进行活化处理之前,还包括以下步骤将清洗后得到的裸纤放入粗化液中浸泡10分钟。本专利技术的耐高温耐辐射光纤的加工工艺,所述清洗上一步得到的裸纤,具体包括 以下步骤用酒精棉球均勻擦拭所述无涂覆层的裸纤的表面;将擦拭过的裸纤浸入浓度为100g/L的NaOH溶液中浸泡10分钟;从所述NaOH溶液中取出裸纤并用去离子水冲洗。本专利技术的耐高温耐辐射光纤的加工工艺,所述对上一步得到的裸纤进行活化处 理,具体包括以下步骤将去离子水冲洗后得到的裸纤放入设定温度为120°C的保温箱中保温10分钟。本专利技术的耐高温耐辐射光纤的加工工艺,所述粗化液为HF、H2SiF6和H2O的混合 物,其体积比为 HF H2SiF6 H2O=I 1 2。本专利技术的耐高温耐辐射光纤的涂覆层是将原先的高分子材料替代为金属涂覆层, 由于金属材料高低温性能远远优于高分子材料,并且能对辐照进行很好的屏蔽。因此,本发 明的耐高温耐辐射光纤具有耐高温、耐辐照和耐腐蚀的优点,使光纤能够工作在异常恶劣 的环境中,又基本不会增加光纤的体积和重量,从而提高了光纤的性能,扩大了光纤的温度 工作范围,提高了其耐辐照性能,提高了光纤的使用寿命。附图说明图1为本专利技术的耐高温耐辐射光纤的截面结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述参考图1所示,本专利技术的耐高温耐辐射光纤,包括纤芯1和包层2,包层2外部设 有溅射镀膜层31,溅射镀膜层31外部电镀有电镀膜层32,并且,溅射镀膜层31和电镀膜层 32共同构成本专利技术的耐高温耐辐射光纤的涂覆层。其中,溅射镀膜层31为具有一定强度和 柔软性的耐高温、耐辐射的溅射镀铝膜、溅射镀铜膜、溅射镀镍膜、溅射镀铬膜或溅射镀金 膜等。而电镀膜层32同样为具有一定强度和柔软性的耐高温、耐辐射的镀铝层、镀铜层、镀 镍层、镀铬层、镀金层、镀钴层或镀铅层等。此外,为了满足不同使用场所的需要,溅射镀膜 层31的层数及厚度可适当增减,以达到更好的耐高温、防辐射效果,例如在温度更高、辐射 更强的场所可以适当增加溅射镀膜层31的层数或厚度。本专利技术的耐高温耐辐射光纤可以采用如下加工工艺步骤1、制备无涂覆层的裸纤。制备无涂覆层的裸纤有两种方法一是采用成品光 纤,在丙酮中浸泡一段时间使其由紫外固化的丙烯酸脂、聚酰亚胺等高分子材料构成的涂 覆层软化后,人工或机械剥离其涂覆层的方法得到,但是这种方法通常适合制备长度小于3 米的裸纤。二是直接拉制,如果需要制备长度大于3米的无涂覆层的裸纤,可以采用直接拉 制的方法。步骤2、清洗上一步得到的裸纤。由于光纤表面常沾有指纹、油污等有机物,以及 靠静电作用而附着的灰尘等无机物,这些污垢都应加以去除。常用于除油的碱性试剂有硅 酸盐和磷酸盐两类,但是他们可能会在裸纤表面形成薄膜,对后续浸蚀处理有影响具体。因 此,本本实施例的加工工艺采用如下步骤进行清洗 首先,用酒精棉球均勻擦拭无涂覆层的裸纤的表面。其次,将擦拭过的裸纤浸入浓度为100g/L的NaOH溶液中浸泡10分钟左右,当油 污较多时可以适当增大NaOH溶液的浓度。最后,从NaOH溶液中取出裸纤并用去离子水冲洗干净。步骤3、将清洗后得到的裸纤放入粗化液中浸泡10分钟。所谓粗化既采用强氧 化剂或强酸、强碱等粗化液对裸纤进行化学处理,使起表面有选择性的溶解,产生凹凸不 平的固定点,以提高镀层的附着性。本实施例选用的粗化液为HF H2SiF6 H20 = 1:1: 2(体积比),粗化时间为10分钟。步骤4、对上一步得到的裸纤进行活化处理。活化又称热处理,是将粗化后得到的 裸线表面的残留水膜除去,使得镀膜层与裸线表面的结合力更强,本实施例的热活化处理 的条件为裸纤在设定温度为120°C的保温箱中保温10分钟。步骤5、将上一步得到的裸纤送入带圆周旋转溅射靶的磁控溅射炉进行溅射镀膜 处理。在进行溅射镀膜处理过程中裸纤要保持一定的张力,这样就可实现一定长度的连续 裸纤的溅射镀膜。为了使裸纤圆周表面溅射均勻,要求旋转溅射靶围绕裸纤作勻速圆周运 动。只要这种运动是勻速转动,就能实现裸纤圆周表面镀层均勻。而裸纤轴向的均勻性要 靠裸纤的收放线的勻速来保证。步骤6、将上一步得到的光纤进行电镀处理。由于金属材料高低温性能远远优于高分子材料,并且能对辐照进行很好的屏蔽。 因此,用金属涂覆层替代高分子涂覆层的光纤,具有耐高温、耐辐照和耐腐蚀的优点,使光 纤能够工作在异常恶劣的环境中,又基本不会增加光纤的体积和重量,从而提高了光纤的 性能,扩大了光纤的温度工作范围,提高了光纤的使用寿命,降低了成本。同时,由于金属涂 覆层与高分子涂覆层相比,具有更好的密封性能和耐腐蚀性能。它还具有耐腐蚀,抗海水, 以及抗氧化的能力和密封的特性,所以可以本专利技术的耐高温耐辐射光纤还可用于光纤水听 器、有线制导鱼雷等水下武器装备。以上的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述,并非对本专利技术的范围进 行限定,在不脱离本专利技术设计精神的前提下,本领域普通工程技术人员对本专利技术的技术方 案作出的各种变形和改进,均应落入本专利技术的权利要求书确定的保护范围内。权利要求1.一种耐高温耐辐射光纤,包括纤芯(1)、包层(2)和涂覆层(3),其特征在于,所述涂 覆层(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐高温耐辐射光纤,包括纤芯(1)、包层(2)和涂覆层(3),其特征在于,所述涂覆层(3)包括溅射镀膜层(31),所述溅射镀膜层(31)外部电镀有电镀膜层(32)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:张万成,顾庆昌,谢鸿志,吴振刚,孙兵,张丽,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第八研究所,
类型:发明
国别省市:34
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