[其他]涂层玻璃

说明书

本发明是关于涂层的玻璃，特别（但也不完全是）涉及到涂层的光学纤维。（以下简称光纤）

本发明的一个组成部份是，提供了一种带金属涂层的玻璃元件，其中金属涂层的热膨胀系数基本上和玻璃元件的热膨胀系数相匹配。

本发明的另一个组成部份是，提供了一种带金属涂层的光纤，其中金属涂层的热膨胀系数基本上和光纤的热膨胀系数相匹配。

对光纤涂以金属膜来改进其密封性、提高其强度和工作温度，以及由此生产出用于各种传感元件的特种光纤，这些都是在以前所提出过的。但是，由于金属和石英质玻璃的热膨胀系数失配而出现了问题，其中金属的热膨胀系数一般为10^-5/°K，而石英质玻璃的热膨胀系数可低至10^-7/°K。如果是在高温下涂金属层，那么在冷却时，由于石英质玻璃与金属二者的收缩率不同，会在光纤和涂层间产生应力，并可削弱涂层的附着能力。相反，要是在低温下进行涂层，例如用喷溅法涂层，而又在高温下来使用这种光纤，则也会出现相同的问题。尤其是对于取决于光纤尺寸变化的传感元件来讲，温度的微小改变都有可能掩盖待测特性的变化。

很多铁磁性合金，特别是结晶态的铁镍合金和一些铁基金属质玻璃，都表现出显著的殷钢效应。也就是说，这些材料具有异常低的热膨胀系数，并在某些情况下，在低于它们居里温度的很宽温度范围内，热膨胀系数为零，这是由于此类材料内部磁性的相互作用而抵消了膨胀的自然“趋势”。

特别要指出的是，Fe_100-xBx型的金属质玻璃在室温时的热膨胀系数如下：（其中X是硼的原子百分比，且10＜X＜25。）

Fe₈₅B₁₅-2.3×10⁶K^-1

Fe₈₃B₁₇+0.3×10^-6K^-1

Fe₇₉B₂₁+35×10^-6K^-1

而且，上述值在很宽的温度范围内几乎没有变化。这样，通过改变硼的含量，就有可能使金属涂层的热膨胀系数与石英玻璃或其他硅酸盐玻璃的热膨胀系数相匹配，从而使前面所述的失配问题得到解决。

尽管我们解决热膨胀系数相匹配的方案开始是针对光纤上的金属涂层而言，但并不能认为仅局限于此。在其他许多领域，例如在玻璃与金属的封接中，这时在玻璃元件或玻璃物体上可用金属涂层;又如，当涂层的粘附性有了问题，也可利用这项技术。总之，可以按上述方法，使金属膜层的热膨胀系数与玻璃的热膨胀系数相匹配来解决这类问题。

可以用多种方法在光纤上涂以金属质玻璃涂层。在我们的英国专利申请8332545（申请号）（M.G.司科特1）中所描述的方法，对此特别适用。在该项申请中，描述了这样一种光纤涂层的方法，即利，用激光局部加热所用的涂膜材料，使该处的材料发生物理和化学变化。至于在光纤涂敷上形成金属质玻璃混合物的方法，则可以采用例如浸涂技术或汽相技术，以及利用激光局部加热来熔化光纤上的涂膜材料等方法，由此而形成一种涂有金属质玻璃的光纤。