[发明专利]一种微径向应变的Al基复合石英光纤的低温制备方法

说明书

本发明涉及石英光纤制备技术领域，且公开了一种微径向应变的Al基复合石英光纤的低温制备方法，包括以下步骤：取60～95份微米Al粉、2～8份纳米Al粉、8～15粉玻璃粉，将微米Al粉和纳米Al粉分别与硅酸钠一起置于蒸馏水中，超声分散均匀，将分散均匀的Al液与玻璃粉充分混合，加入18份硅溶胶，将体系升温到30～50℃，再向反应器中滴加8份甲基三甲氧基硅烷，制备得到Al浆，将径向直径150～300um的石英光纤浸没在Al浆中，Al浆膜完全固化后，制备得到Al基复合石英光纤。本发明解决了现有技术中制备出的Al基复合石英光纤，存在的径向应变大的技术问题，以及解决了Al基复合石英光纤，在制备的过程中，存在的制备温度比较高的技术问题。

技术领域

本发明涉及石英光纤制备技术领域，具体为一种微径向应变的Al基复合石英光纤的低温制备方法。

背景技术

石英光导纤维作为通信材料在民用、工业及军事等领域得到了广泛的应用。石英是脆性材料，为提高其抗拉强度及耐腐蚀性能，需在包层外加涂覆层，一般为环氧树脂等高分子材料，但是有机涂覆层降低了光纤的耐热性，具体为：由于高分子涂层比石英光纤的线膨胀系数大三个数量级，在低温或高温的使用环境下，会造成石英光纤的纵向应变，从而引起衰耗，因此石英光纤一般的长期工作温度范围仅在-50～60℃之间。虽然在室温附近，光纤产品作为信息传输材料可以被很好地使用，但是，在某些恶劣的高温或者低温环境中，由于涂覆层性能下降，传统工艺制造的光纤的使用会受到限制。

采用金属及合金与石英光纤进行液固相复合，利用金属或合金的强度高，耐腐蚀及耐高温、低温等特点对光纤进行保护，从而解决有机涂覆层降低光纤耐热性的技术问题。材料与冶金学报2005年6月第4卷第2期第152～154页刊载了Al基复合石英光导纤维材料的制备方法，采用铸造方法将Al与石英光导纤维进行液固相复合，制成具有一定耐高温、耐腐蚀能力的Al基复合光导纤维，纯石英的熔点为1710℃，一般的石英材料约在1400℃开始软化，浇注前的Al熔液温度约为700℃，远低于石英的软化温度，尽管直径为0.15～0.3mm的石英光导纤维可以抵抗高温熔融金属液在铸造浇注过程中的冲击，凝固过程的温度急速变化也未对石英光导纤维造成破坏，但是上述制备方法存在两个缺点：一是需要在700℃以上的高温下进行制备，二是Al的热膨胀系数(α＝23.3×10^-6/K)与石英材料的热膨胀系数(α＝0.51×10^-6/K)存在接近两个数量级的差异，这将造成石英光纤在低温或高温的使用环境下发生纵向应变，从而引起衰耗问题。

本发明提供一种微径向应变的Al基复合石英光纤的低温制备方法，旨在解决现有技术中制备出的Al基复合石英光纤，存在的径向应变大的技术问题，以及解决Al基复合石英光纤，在制备的过程中，存在的制备温度比较高的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种微径向应变的Al基复合石英光纤的低温制备方法，解决了现有技术中制备出的Al基复合石英光纤，存在的径向应变大的技术问题，以及解决了Al基复合石英光纤，在制备的过程中，存在的制备温度比较高的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微径向应变的Al基复合石英光纤的低温制备方法，包括以下步骤：

S101.取60～95份微米Al粉、2～8份纳米Al粉、8～15粉玻璃粉，备用；

S102.将步骤S101中的微米Al粉与硅酸钠一起置于蒸馏水中，超声分散均匀；

S103.将步骤S101中纳米Al粉与硅酸钠一起置于蒸馏水中，超声分散均匀；