[其他]有高溫涂層的玻璃纖維

無效

• 申請號: 86104059
• 申請日: 1986-06-12
• 公開（公告）號: CN86104059B
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發明（設計）人: 迪帕克·蘭金·比斯瓦斯
• 申請（專利權）人: 奧爾凱托NV公司
• 主分類號: C03C25/02
• 分類號: C03C25/02
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 蔣蘇偉

本發明是美國專利申請NO.580，280的部分繼續，一九八四年二月十七日提交的美國專利申請NO.580，280是一九八二年五月二十八日提交的美國專利申請NO.382，856的部分繼續，該美國專利申請現在已放棄了。

本發明主要涉及玻璃纖維，特別是涉及涂有耐溫，高強度涂層材料的實心光導纖維，空心纖維和毛細管。

玻璃纖維的用途很廣泛，如在纖維光學中，光導玻璃纖維能以光的形式來傳遞聲音，信息和數據信號。這類光導纖維有一個二氧化硅芯，在外表面包裹折射率較低的二氧化硅，而它們的直徑常為125微米，但有時也使用直徑稍大或稍小的纖維。這類纖維常涂有合成材料涂層，以防止玻璃表面的磨損和易于搬動。但這種合成材料難以耐受超過約為200℃至約為300℃的持續高溫。在那些需要耐受較高溫度的應用中，纖維則通過浸涂工藝而涂上金屬層。見八四年二月二日公布的美國專利4，432，606，這一金屬涂層已經用浸涂工藝實現，具有這種涂層的纖維能耐受高達約500℃的溫度。

玻璃纖維的另一個使用實例為，空心玻璃纖維或毛細管在氣相色譜方面的應用。在上面提到的應用中，這種纖維的直徑也是較小的。并要經受環境的腐蝕和耐受超過300℃的溫度。另外，空心纖維和毛細管強度要高，要能纏繞在一個一定直徑的線軸上而不斷裂，用一種較大直徑的管拉成直徑較小的空心纖維或毛細管，以縮小其橫截面積，在縮小了橫截面積的纖維或毛細管上涂上一層合成材料以增加纖維的強度和便于纏繞在線軸上。同上述涂有聚合物的光導纖維一樣，制得的空心纖維或毛細管不能持續耐受超過約為300℃的溫度。因此，其用途受到限制。

本發明的目的是要提供一種具有相對高強度，并能耐受相對持續高溫的實心或空心玻璃纖維，這種高溫至少超過300℃，甚至最好超過500℃。

要達到上述要求，可通過汽相反應，在實心或空心玻璃纖維外表面涂上一層涂層，用于制作涂層的材料是從包括金屬，合金或介電材料中選出的。

為更好地理解本發明，現結合對附圖的說明給出對本發明的有關實施例的詳細說明。

圖1是本發明涂有涂層的光導纖維的截面圖。

圖2是本發明涂有涂層的空心纖維或毛細管的截面圖。

圖1所示為一種實心光導纖維（10），其用途是在纖維光導系統中以光的形式傳遞聲音，信息及數字信號，光導纖維（10）是常規的包括一個摻雜熔融的二氧化硅芯（12）和一個摻雜或不摻雜的二氧化硅包層（14）。

在傳統使用中的包層（14）比二氧化硅芯的折射率低，能使光通過纖維被傳播。適合芯體用的摻雜劑，包括鍺磷材料或凡能提高二氧化硅芯的折射率的任何材料。適合涂層的摻雜劑包括氟或其他能降低二氧化硅折射率的材料。通常用于纖維光學方面的纖維直徑都很小，約為100～150微米數量級。

包層（14）外面是一層密封的金屬，合金或其他介電材料的涂層（16，涂層（16）外面再沒有其他涂層，所以涂層16是纖維上唯一涂層。用作涂層材料的金屬或介電材料，要選擇能耐受300℃以上溫度而又不受損的材料，換言之，涂層材料的熔點應超過300℃以上。這類金屬材料有鋁（Al）、鎳（Ni）、硅（Si）、鈦（Ti）、銅（Cu）、鎢（W）和鉬（Mo），這類介電材料有氮化硅（Si₃N₄），氧化錫（SnO₂），氮化硼（BN），二氧化鈦（TiO₂），三氧化二鋁（Al₂O₃），氮氧化硅（Si-O-N）碳化硅（SiC）和碳化硼（BC）施加涂層應該用一種不減弱纖維強度的方法進行。在我的一個美國專利申請NO.580，280或84年8月24日申請的NO.644，305共同待批專利申請中，我描述過在光導纖維表面涂以密封涂層這一工藝過程。上述兩個專利申請在此用來作為參照資料，說明在玻璃纖維上用異質核化熱化學沉淀工藝（HNTD）涂以金屬，合金或介電材料的工藝過程。這是一個汽相反應，在此過程中，纖維表面加熱到預先確定的溫度，并置于反應劑氣體中，使纖維表面發生化學反應，從而使涂層材料直接沉淀在纖維表面。本發明中經過涂涂層后的纖維與上述共同待批專利申請中提到的經過涂涂層后的纖維之不同點是：本發明的纖維外表面沒有第二層合成材料的涂層。

實例1.按上面提到的美國專利申請NO.644，305中所述方法，一種單模光纖涂有鎳（Ni），另一種這樣的光纖涂有鋁（Al），鋁的反應物為三異丁基鋁和異丁烯，反應溫度為260℃;鎳的反應物為羰基鎳，反應溫度為200℃。