專利名稱：耐高溫耐輻射光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖，尤其涉及一種適用于光纖傳感器的耐高溫耐輻射光纖。
背景技術(shù)：
光纖作為信息傳遞材料，其一般由石英等拉成的纖芯、包覆纖芯上的包層、以及包 覆包層上的涂覆層構(gòu)成，普通光纖最高使用溫度一般不允許超過(guò)85°C，如果長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)正 常使用溫度，光纖表面的涂覆層會(huì)發(fā)生劣化，影響光纖強(qiáng)度和使用壽命。這就限制了光纖的 使用范圍，使光纖在某些惡劣環(huán)境中無(wú)法使用。而隨著航空航天行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代衛(wèi)星和飛 船上裝載了各種高性能的光通信器件、光纖傳感器、光纖陀螺(FOG)等光纖器件，這些光纖 器件長(zhǎng)期在太空的高溫、高能粒子輻射下，容易造成其性能下降或者損壞，將嚴(yán)重威脅飛行 器的安全及壽命。目前的耐高溫耐輻射光纖的涂覆層主要由紫外固化的丙烯酸脂、聚酰亞胺等高分 子材料構(gòu)成，其短期最高使用溫度可達(dá)150°C 350°C。但是長(zhǎng)期在太空的高溫、高能粒子 輻射下，這種涂覆層仍然很難保證其性能、容易損壞、使用壽命較短。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種耐高溫耐輻射光纖，以提高耐高溫耐輻射光纖的 性能和使用壽命。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種耐高溫耐輻射光纖，包括纖芯、包層和涂 覆層，所述涂覆層包括濺射鍍膜層，所述濺射鍍膜層外部電鍍有電鍍膜層。本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖，所述濺射鍍膜層包括濺射鍍鋁膜、濺射鍍銅膜、 濺射鍍鎳膜、濺射鍍鉻膜或?yàn)R射鍍金膜之一。本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖，所述電鍍膜層包括鍍鋁層、鍍銅層、鍍鎳層、鍍 鉻層、鍍金層、鍍鈷層或鍍鉛層之一。本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖，所述濺射鍍膜層設(shè)有至少一層。本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖的涂覆層是將原先的高分子材料替代為金屬涂 覆層，由于金屬材料高低溫性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于高分子材料，并且能對(duì)輻照進(jìn)行很好的屏蔽。因 此，本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖具有耐高溫、耐輻照和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，使光纖能夠工作 在異常惡劣的環(huán)境中，又基本不會(huì)增加光纖的體積和重量，從而提高了光纖的性能，擴(kuò)大了 光纖的溫度工作范圍，提高了其耐輻照性能，提高了光纖的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述參考圖1所示，本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖，包括纖芯1和包層2，包層2外部 設(shè)有濺射鍍膜層31，濺射鍍膜層31外部電鍍有電鍍膜層32，并且，濺射鍍膜層31和電鍍膜 層32共同構(gòu)成本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖的涂覆層。其中，濺射鍍膜層31為具有一 定強(qiáng)度和柔軟性的耐高溫、耐輻射的濺射鍍鋁膜、濺射鍍銅膜、濺射鍍鎳膜、濺射鍍鉻膜或 濺射鍍金膜等。而電鍍膜層32同樣為具有一定強(qiáng)度和柔軟性的耐高溫、耐輻射的鍍鋁層、 鍍銅層、鍍鎳層、鍍鉻層、鍍金層、鍍鈷層或鍍鉛層等。此外，為了滿足不同使用場(chǎng)所的需要， 濺射鍍膜層31的層數(shù)及厚度可適當(dāng)增減，以達(dá)到更好的耐高溫、防輻射效果，例如在溫度 更高、輻射更強(qiáng)的場(chǎng)所可以適當(dāng)增加濺射鍍膜層31的層數(shù)或厚度。本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖可以采用如下加工工藝步驟1、制備無(wú)涂覆層的裸纖。制備無(wú)涂覆層的裸纖有兩種方法一是采用成品光 纖，在丙酮中浸泡一段時(shí)間使其由紫外固化的丙烯酸脂、聚酰亞胺等高分子材料構(gòu)成的涂 覆層軟化后，人工或機(jī)械剝離其涂覆層的方法得到，但是這種方法通常適合制備長(zhǎng)度小于3 米的裸纖。二是直接拉制，如果需要制備長(zhǎng)度大于3米的無(wú)涂覆層的裸纖，可以采用直接拉 制的方法。步驟2、清洗上一步得到的裸纖。由于光纖表面常沾有指紋、油污等有機(jī)物，以及 靠靜電作用而附著的灰塵等無(wú)機(jī)物，這些污垢都應(yīng)加以去除。常用于除油的堿性試劑有硅 酸鹽和磷酸鹽兩類，但是他們可能會(huì)在裸纖表面形成薄膜，對(duì)后續(xù)浸蝕處理有影響具體。因 此，本本實(shí)施例的加工工藝采用如下步驟進(jìn)行清洗首先，用酒精棉球均勻擦拭無(wú)涂覆層的裸纖的表面。其次，將擦拭過(guò)的裸纖浸入濃度為100g/L的NaOH溶液中浸泡10分鐘左右，當(dāng)油 污較多時(shí)可以適當(dāng)增大NaOH溶液的濃度。最后，從NaOH溶液中取出裸纖并用去離子水沖洗干凈。步驟3、將清洗后得到的裸纖放入粗化液中浸泡10分鐘。所謂粗化既采用強(qiáng)氧 化劑或強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等粗化液對(duì)裸纖進(jìn)行化學(xué)處理，使起表面有選擇性的溶解，產(chǎn)生凹凸不 平的固定點(diǎn)，以提高鍍層的附著性。本實(shí)施例選用的粗化液為HF H2SiF6 H20 = 1:1: 2(體積比)，粗化時(shí)間為10分鐘。步驟4、對(duì)上一步得到的裸纖進(jìn)行活化處理?；罨址Q熱處理，是將粗化后得到的 裸線表面的殘留水膜除去，使得鍍膜層與裸線表面的結(jié)合力更強(qiáng)，本實(shí)施例的熱活化處理 的條件為裸纖在設(shè)定溫度為120°C的保溫箱中保溫10分鐘。步驟5、將上一步得到的裸纖送入帶圓周旋轉(zhuǎn)濺射靶的磁控濺射爐進(jìn)行濺射鍍膜 處理。在進(jìn)行濺射鍍膜處理過(guò)程中裸纖要保持一定的張力，這樣就可實(shí)現(xiàn)一定長(zhǎng)度的連續(xù) 裸纖的濺射鍍膜。為了使裸纖圓周表面濺射均勻，要求旋轉(zhuǎn)濺射靶圍繞裸纖作勻速圓周運(yùn) 動(dòng)。只要這種運(yùn)動(dòng)是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)裸纖圓周表面鍍層均勻。而裸纖軸向的均勻性要 靠裸纖的收放線的勻速來(lái)保證。步驟6、將上一步得到的光纖進(jìn)行電鍍處理。由于金屬材料高低溫性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于高分子材料，并且能對(duì)輻照進(jìn)行很好的屏蔽。 因此，用金屬涂覆層替代高分子涂覆層的光纖，具有耐高溫、耐輻照和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，使光纖能夠工作在異常惡劣的環(huán)境中，又基本不會(huì)增加光纖的體積和重量，從而提高了光纖的 性能，擴(kuò)大了光纖的溫度工作范圍，提高了光纖的使用壽命，降低了成本。同時(shí)，由于金屬涂 覆層與高分子涂覆層相比，具有更好的密封性能和耐腐蝕性能。它還具有耐腐蝕，抗海水， 以及抗氧化的能力和密封的特性，所以可以本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖還可用于光纖 水聽(tīng)器、有線制導(dǎo)魚雷等水下武器裝備。 以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型 的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種耐高溫耐輻射光纖，包括纖芯(1)、包層( 和涂覆層(3)，其特征在于，所述涂 覆層C3)包括濺射鍍膜層(31)，所述濺射鍍膜層(31)外部電鍍有電鍍膜層(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫耐輻射光纖，其特征在于，所述濺射鍍膜層(31)包括 濺射鍍鋁膜、濺射鍍銅膜、濺射鍍鎳膜、濺射鍍鉻膜或?yàn)R射鍍金膜之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫耐輻射光纖，其特征在于，所述電鍍膜層(3 包括鍍 鋁層、鍍銅層、鍍鎳層、鍍鉻層、鍍金層、鍍鈷層或鍍鉛層之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫耐輻射光纖，其特征在于，所述濺射鍍膜層(31)設(shè)有 至少一層。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種耐高溫耐輻射光纖，該光纖包括纖芯、包層和涂覆層，所述涂覆層包括濺射鍍膜層，所述濺射鍍膜層外部電鍍有電鍍膜層。由于金屬材料高低溫性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于高分子材料，并且能對(duì)輻照進(jìn)行很好的屏蔽。因此，本實(shí)用新型的耐高溫耐輻射光纖具有耐高溫、耐輻照和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，使光纖能夠工作在異常惡劣的環(huán)境中，又基本不會(huì)增加光纖的體積和重量，從而提高了光纖的性能，擴(kuò)大了光纖的溫度工作范圍，提高了其耐輻照性能，提高了光纖的使用壽命。
文檔編號(hào)G02B6/02GK201936028SQ201120048069
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者吳振剛, 孫兵, 張萬(wàn)成, 張麗, 謝鴻志, 顧慶昌 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第八研究所