光纤表面化学镀镍磷合金工艺研究

《光纤表面化学镀镍磷合金工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、l溪蕊霪懑表面活性剂对空心玻璃微珠化学镀银影响因素的研究光纤表面化学镀镍磷合金工艺研究张文禹1，安茂忠’，周智2。李丽波1。乔国富2(1．哈尔滨工业大学应用化学系，黑龙江哈尔滨150001；2．哈尔滨工业大学土木工程学院。黑龙江哈尔滨150001)[摘要】探讨了在光纤预处理过程中，各工序对光纤表面金属化的影响，通过正交试验确定了光纤表面化学镀镍磷合金的最佳镀液组成及工艺条件。利用扫描电子显微镜和能谱对镀层进行形貌观察和组成分析。在光纤表面得到均匀、致密、光亮、结合强度高的镍磷合金镀层后，进行电镀镍增厚，此光纤可应用于光纤光栅传感器。[关键词]光纤；粗化；热处理；化学镀[中图

2、分类号]TQl53．2【文献标识码】A[文章编号】1001—1560(2006)09—0198—040引言光纤传感器与其它传感器相比有着不可比拟的优越性：1)光纤及其连接材料均由玻璃等绝缘材料制成，不存在电干扰问题；2)光纤传感器比较牢固，光纤玻璃的抗拉强度比钢都高；3)光纤传感器的直径很小，质量轻，可以用传统的表面处理技术和粘结剂容易地将光纤传感器附在各种结构的材料上；4)波长移动与应变的比例因子是恒定的，没有零点漂移的问题，能进行长时期测量；5)光纤传感器价格低廉；6)许多FBG传感器可以沿着光纤多通道应用，并可通过单独的引线进行单独的询问”1。为使光纤附着于传感器表面

3、，一般采用的方法是：在裸露的光纤表面上镀一层具有催化活性的合金层，再电镀一层具有磁致伸缩性质的金属材料，然后焊接在传感器的表面。使裸露光纤金属化有多种途径可以实现，如低熔点金属的熔融涂覆法、溅射法、气相沉积法和化学液相沉积法等。与这些方法相比，在光纤表面通过化学镀方法进行金属化，具有操作方便、工艺简单、成本低廉”Jj，而且镀层均匀、致密，可局部镀覆等优点。目前，国内外对这方面研究的报道不多，电子科技大学卫云鸽等人对此进行了初步研究，确定了预处理的基本工艺流程”jJ。李小甫等人在此基础上，在预处理中的活化后增加了一道热处理工艺，提高了镀层的结合强度”+“，但其结合强度仍不能满

4、足使用要求．有待于进一步的研究。1实验1．1光纤表面预处理为了得到与光纤结合良好的镀层，需要对光纤表面进行预处理，使其具有良好的亲水性、适中的粗糙度和一定的催化活性。其流程为：去保护层一水洗一除油一水洗一粗化一水洗一热处理一活化一解胶一水洗一热处理。去保护层：石英光纤的主要成分是$iO：，直径在1201xm左右，外面包裹一层硅氧烷树脂等有机保护层，以增强其柔韧性并起到保护作用。在化学镀前必须去除这层具有弹性的保护层。本试验采用刀具剥除表面保护层。除油：在15％NaOH水溶液中清洗15min，同时辅以超声波振荡，除去表面油脂。粗化：在氢氟酸、硝酸、去离子水(体积比为1：1：1

5、)的混合溶液中，室温下浸渍20rain后，放入恒温箱中于120℃下热处理10min。活化：将粗化后的光纤，置于胶体钯活化液中，辅以超声波振荡，室温处理15rain。取出，在20％NaOH溶液中解胶8s后，水洗，置于恒温箱于120℃热处理10rain。胶体钯活化液的配置方法及其工艺条件如下：甲液：PdCl2lg，SnCl22．53g，HCIlOOml，H20200ral乙液：SnCl2759，Na2Sn037g，HCI200ml配制方法：先配乙液，将ShEl：加到HCI中，搅拌溶锯，再加Na：SnO，，此液为白色乳浊液；再配甲液，将PdCI：溶于HCI+H：O混合液，在30℃

6、左右下加SnCl：，搅拌下将乙液缓慢倒入甲液，稀释至1凸．oz直n．Ho>吣ooN．A∞∞表面活性剂对空心玻璃微珠化学镀银影响因素的研究L。1．2光纤表面化学镀镍磷合金。化学镀Ni—P合金的镀液组成及其工艺条件如下：Ni2S04·6H20NaH2P02·H20乳酸硼酸氟化钠聚乙二醇pH(用氨水调节)温度化学镀时间1．3测试方法、利用扫描电子显微镜(SEM，S一4700)和能谱(EDAX)等测试手段对镀层进行观察与分析，观察基体和镀层的微观结构并检测出镀层元素的含量。、热振试验测试镀层与基体的结合强度，其测试方法为：准备2个烧杯，烧杯1加水置于电炉上加热至沸腾，烧杯2加入冰水

7、混合物。将光纤置于烧杯1中5min，迅速取出，然后置于烧杯2中5min，再取出此光纤，置于烧杯l中。如此反复3次，显微镜下观察光纤表面形貌。2结果与讨论2．1光纤表面的预处理过程2．1．1除油除去保护层后的裸光纤还要进一步进行水洗、除油。除油可采用有机溶剂除油与化学除油两种方法。’、当采用有机溶剂对光纤表面进行处理时，有机溶剂易对光纤表面有机保护层造成破坏，且光纤表面的油污不是太多，故不采用有机溶剂除油。化学除油采用常规的碱性化学除油工艺，通过处理，光纤表面的油污可以很好地除去，从而达到清洁表面的目的。2．1．2粗