分享

金属涂层光纤:工业时代重要的元器件

 吴工图书馆 2025-01-08 发布于山东

对于超过300°C的应用,目前唯一的选择是镀金属光纤,这些光纤被镀上了15-60微米厚的金、铝或铜合金层,分别能够将工作温度提高到700°C400°C500°C。然后工艺流程比较复杂、困难,随着国际黄金价值变化,光纤成本也比较高。

为了给光纤镀金属,首先将裸光纤穿过熔融的金属珠,这通常是所需金属的低熔点合金。一旦以这种方式打底,就可以添加更硬金属的后续层,以达到所需的涂层厚度——要么通过将光纤穿过不同合金或纯金属的更多熔融金属珠,要么使用初始层作为阴极,并通过电镀添加后续层。

图片

硬质金属涂层光纤因其极高的耐用性而备受关注,它们能够承受极端的温度变化,包括极低的温度(低至-250°C甚至更低),并且由于其出色的密封性能,还能抵御腐蚀性液体化学品和气体环境的侵蚀。此外,这种光纤可以直接焊接到金属组件上,提供了额外的便利。

然而,这些优点也伴随着一些权衡。由于这些坚硬的金属涂层几乎不提供应力缓冲,加之其固有的高微弯曲特性,可能会导致光纤的衰减水平变差(从几分之一dB增加到10 dB/km甚至更高)。

尽管存在这些缺点,在高炉监测、硅片制造和非常规石油开采等极端工业监测应用中,金属涂层光纤仍然是唯一的选择。

金属涂层光纤因其耐高温、抗辐射、耐氢渗透和可焊接等特性,在极端环境下的信息传输和传感中发挥着重要作用。具体应用场景包括:

  • 石油和天然气行业金属涂层光纤可用于耐氢渗透的高温光纤系统,进行井下传感、勘探和管道监控等。

  • 核工业:在热核反应堆的等离子体诊断系统中,金属涂层光纤能够承受高温和辐射环境。

  • 航天航空:金属涂层光纤因其耐高温特性,被用于航天工业中,例如将光纤焊接到连接器上,以获得更可靠的光纤设备。

  • 医疗领域:金属涂层光纤在医疗领域也有应用,尤其是在需要耐高温和耐腐蚀的环境中。

哪些企业可以提供较为成熟产品?

根据调研,以下是一些能够提供金属涂层光纤技术及成熟产品的企业:

  • Fiberguide Industries(Molex):金属涂层耐高温光纤,包括铝涂层光纤和金涂层光纤,分别适用于400℃和700℃的高温环境。

  • ART Photonics:提供适用于高温、真空和有害化学环境的金属涂覆层光纤,其金属层在回火过程中与光纤石英包层有强的机械粘附性,具有耐高温、耐久性、高抗弯曲强度和密封性。

  • IVG Fiber:作为全球市场上的另一个重要参与者,IVG Fiber提供金属涂层光纤产品,具有较高的市场份额。

图片

  • Oz Optics: Oz Optics是全球知名的金属涂层光纤生产商,提供高性能的金属涂层光纤产品。

  • Conductive Composites: Conductive Composites也是全球市场上的金属涂层光纤供应商之一。

  • Technical Fiber Products: 提供金属涂层光纤产品,具有特定的应用领域和市场地位。

  • Engineered Fibers Technology: 作为全球市场上的另一家金属涂层光纤供应商。

  • LEONI: 在全球金属涂层光纤市场中占有一席之地的供应商。

  • 北京斐博光电科技有限公司: 国内的学者和企业对光纤表面金属涂覆进行了实验研究,并取得了一定的成果,北京斐博光电科技有限公司就是其中之一。

有哪些类型的金属涂层光纤?

金属涂层光纤的类型主要包括:

  • 铝涂层光纤:适用于低于400℃的温度环境。

  • 铜涂层光纤:适用于超高温应用,但需考虑铜的氧化速率,并可能需要额外的保护层以防止氧化。

  • 金涂层光纤:能够在700℃高温下工作,具有优秀的抗腐蚀性能,可焊接。

  • 镍涂层光纤:可以提供高达550℃的高温保护,并且可以作为铜的扩散阻挡层。


该项技术的主要工作难点是什么?

  • 高温下的机械和化学损害保护:需要开发能够在高温下保持性能的金属涂层,以保护光纤免受损害。

  • 金属与光纤的粘附性:金属涂层需要与光纤石英包层有强的机械粘附性,以保证在极端环境下的稳定性和耐久性。

  • 抗氧化问题:尤其是在铜涂层光纤中,需要考虑如何在超高温下防止铜的氧化。

要解决这些问题,需要使用多层保护涂层:例如,在铜涂层光纤上沉积额外的保护层,如金、铂、钯、银等,以防止铜层氧化。也可以优化金属涂层工艺:通过改进涂层工艺,如化学镀和电镀方法,提高金属涂层的质量和性能。

金属光纤有多大市场?

根据市场研究机构Reportlinker的预测,全球金属涂层光纤市场到2026年将达到7900万美元左右,显示出该技术具有较大的市场潜力。

随着5G时代的到来和物联网的普及,特种光纤应用领域的不断拓展,对耐高温、低损耗光纤的需求将持续增长,尤其是在石油化工、国防军工等特种光纤领域,金属涂层光纤的需求将继续增长,显示出广阔的发展前景。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多