[發明專利]一種光波導復合材料及其制作方法

有效

• 申請號: 202011269254.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112230334B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 張寶英
• 申請（專利權）人: 西安高強絕緣電氣有限責任公司
• 主分類號: G02B6/10
• 分類號: G02B6/10;B29C70/70
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

本發明公開了一種光波導復合材料，由光波導材料采用植入方法制作得到；本發明還公開了一種制作光波導復合材料的方法，該方法包括：第一工序：光波導材料的植入，第二工序：復合材料的成型固化，第三工序：結構加工。本發明的光波導復合材料具有良好的光導波性能，同時具備足夠的機械性能和電絕緣性能，即滿足光波傳播的要求，又滿足了在工作電場中外絕緣安全性；本發明的制作方法簡單，且通過使用不同單晶體光波導功能材料設計實現導播光波波段變寬，使工作電壓和波段等的性能提高，滿足了不同的應用要求。

技術領域

本發明屬于光波導材料技術領域，具體涉及一種光波導復合材料及其制作方法。

背景技術

光波導復合材料是將光波導材料與其他材料經過二次復合形成的多功能復合材料。光波導材料是由光透明介質構成的傳輸光頻電磁波的功能性材料，從材料結構上分為有機聚合物薄膜類(也稱為薄膜波導)和無機光學晶體類(如石英玻璃)。常用的光波導材料具有鈣鈦礦型晶體結構，是一種折射率隨施加電場變化而變化的電光效應非常大的晶體材料，具有在一定工作電壓等級獲得自由度更高性能的光波導效果。

然而，隨著電壓等級的提升，對設備運行絕緣安全和材料的機械性能的要求也相應產生更高要求，同時，隨著電壓等級的提高，電光系數和介電常數等也變化，很難實現獨立地變化使材料處于優良的光波導效果、且又不對設備運行絕緣安全產生影響。因此，需要開發一種具有良好的光導波性能、同時具備足夠的機械性能和電絕緣性能的光波導復合材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種光波導復合材料。該光波導復合材料具有良好的光導波性能，同時具備足夠的機械性能和電絕緣性能，即滿足光波傳播的要求，又滿足了在工作電場中外絕緣安全性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種光波導復合材料，其特征在于，由光波導材料采用植入方法制作得到。

另外，本發明還提供了一種制作上述的光波導復合材料的方法，其特征在于，該方法包括：第一工序：光波導材料的植入，第二工序：復合材料的成型固化，第三工序：結構加工。

上述的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將環氧/酸酐體系膠黏劑均勻涂布在纏繞管用模具的表面，然后進行預固化，形成半凝膠狀的第一膠衣層；所述纏繞管用模具的直徑為210mm，長度為1380mm；所述涂布的厚度為0.8mm～1.0mm；所述預固化的溫度為120℃，時間為10min；

步驟二、將脊型KTaO3(KT)組成的晶體光波導材料裁剪成塊體，然后將塊體平鋪在步驟一中形成的第一膠衣層的表面，形成光波導功能結構層；

步驟三、將環氧/酸酐體系膠黏劑均勻涂布在步驟二中形成的光波導功能結構層的表面，然后進行預固化，形成半凝膠狀的第二膠衣層；所述涂布的厚度為0.5mm～0.8mm；所述預固化的溫度為100℃，時間為10min；

步驟四、采用玻璃纖維在步驟三中形成的第二膠衣層的表面進行環向、縱向交叉纏繞，得到光波導復合材料管纏繞坯；所述玻璃纖維為電工用ECR1200Tex玻璃紗；所述光波導復合材料管纏繞坯的外徑為218mm；

步驟五、采用真空袋成型的方法對步驟四中得到的光波導復合材料管纏繞坯進行抽真空加熱固化，經降溫后進行外表面加工處理并脫模，再采用金剛石水鋸沿封端保護的自粘膠帶處截開并去除，得到光波導復合材料；所述加熱固化的工藝為：先在120℃保溫2h，然后在155℃保溫3h。