[發(fā)明專利]光纖光柵表面金屬化處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711303043.7
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108034933A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王儉秋;吳景深
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州協(xié)同創(chuàng)新智能制造裝備有限公司
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;C23C18/18
• 代理公司: 江陰義海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32247
• 代理人: 陳建中

本發(fā)明公開了一種光纖光柵表面金屬化處理方法，包括如下步驟：1）表面清洗：去除光纖光柵表面油及金屬離子；2）敏化：使光纖光柵表面吸附一層易氧化的物質(zhì)，易氧化的物質(zhì)用作還原劑；3）活化：使光纖光柵表面形成一層催化膜，成為化學(xué)鍍的催化中心，從而保證化學(xué)鍍反應(yīng)在光纖表面快速均勻地進行；4）化學(xué)鍍：通過在化學(xué)鍍液中同時加入鎳與磷的化合物，發(fā)生鎳、磷的共沉積，從而在光纖光柵表面得到一層Ｎｉ－Ｐ合金薄膜。本發(fā)明的有益效果為：能在光纖表面得到了結(jié)合力好、成膜致密且具有良好環(huán)境變量傳遞能力的優(yōu)質(zhì)Ｎｉ－Ｐ薄膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖光柵表面金屬化處理方法。

背景技術(shù)

光纖光柵因為具有信號損耗低、抗干擾能力強、尺寸小、重量輕等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于通信和傳感領(lǐng)域。與傳統(tǒng)傳感器相比，光纖光柵傳感器因具有電絕緣性、無感應(yīng)性、大容量等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于大型土木工程、航空航天等軍用或民用領(lǐng)域；又因其化學(xué)性能穩(wěn)定、抗干擾能力強、靈敏度高，尤其適合在惡劣環(huán)境下作為安全警報、故障診斷等監(jiān)測控制器件使用。

盡管光纖光柵傳感器已得到廣泛應(yīng)用，但如何將光纖光柵傳感器穩(wěn)定固定在增敏保護構(gòu)件上形成智能結(jié)構(gòu)仍存在一定問題。傳統(tǒng)固定是用膠布或其它膠粘劑等直接粘接，這種方法在使用過程中存在諸多缺陷：首先，無法完全固定，導(dǎo)致智能結(jié)構(gòu)中的傳感器受力時與待測物之間發(fā)生移位，使得測量數(shù)據(jù)失真；其次，膠粘劑或膠布等均為有機物，易老化、不能長期使用。這將直接導(dǎo)致傳感器測量數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，并產(chǎn)生失真等問題。同時，膠粘物不耐腐蝕，不能在潮濕、高溫或高壓等苛刻環(huán)境下使用。限制了光纖光柵傳感器的使用壽命和使用范圍，不利于光纖光柵傳感器的推廣與應(yīng)用。

基于這個原因，我們希望在光線光柵表面進行金屬處理，以得到表面為金屬材料的光纖光柵，這種表面為金屬材料的光纖光柵很容易通過焊接工藝與增敏金屬構(gòu)件連接，避免膠粘法連接不可避免的技術(shù)問題。

眾所周知，部分金屬或金屬化合物具有性能穩(wěn)定、耐久、耐腐蝕、耐高溫高壓等特性。同時，焊接具有結(jié)合好、氣密性好等優(yōu)點。因此，使用低熔點金屬將光纖光柵傳感器與智能構(gòu)件進行焊接固定，上述問題將得到解決，這一方法也稱無膠粘接法。值得注意的是，石英光纖主要由ＳｉＯ２構(gòu)成，可焊性差，必須對光纖光柵傳感器進行表面金屬化處理后才能實現(xiàn)焊接固定。實現(xiàn)光纖表面金屬化的主要技術(shù)有：濺射法、溶膠凝膠法、電鍍法、化學(xué)鍍法等，前兩者都需在高溫條件下進行，將破壞光纖光柵傳感器結(jié)構(gòu)，且設(shè)備昂貴，不適合工業(yè)化生產(chǎn)或?qū)嶒炇沂褂谩Ｎ覀儸F(xiàn)在采用的是電鍍和化學(xué)鍍，特別是化學(xué)鍍工藝，其具有操作簡單、成膜率高、成膜質(zhì)量好等特點。

但是通過化學(xué)鍍對光纖光柵表面進行金屬化處理需對其表面進行粗化處理，這種用氫氟酸或其混合酸對光纖表面進行腐蝕處理的方法，在一定程度上破壞了光纖外結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)致其傳感靈敏度和測量準確性的降低，且氫氟酸是巨毒物，會對環(huán)境造成巨大污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光纖光柵表面金屬化處理方法，采用無粗化光纖光柵表面鍍膜，在光纖表面得到了結(jié)合力好、成膜致密且具有良好環(huán)境變量傳遞能力的優(yōu)質(zhì)Ｎｉ－Ｐ薄膜。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是

一種光纖光柵表面金屬化處理方法，包括如下步驟：

1）表面清洗：去除光纖光柵表面油及金屬離子；

2）敏化：使光纖光柵表面吸附一層易氧化的物質(zhì)，易氧化的物質(zhì)用作還原劑；

3）活化：使光纖光柵表面形成一層催化膜，成為化學(xué)鍍的催化中心，從而保證化學(xué)鍍反應(yīng)在光纖表面快速均勻地進行；

4）化學(xué)鍍：通過在化學(xué)鍍液中同時加入鎳與磷的化合物，發(fā)生鎳、磷的共沉積，從而在光纖光柵表面得到一層Ｎｉ－Ｐ合金薄膜。