【正文】 性能和一定的吸波性能 ? 與硅酸鹽的天然相容性：用于建材增強(qiáng)。 應(yīng)用 ? 國(guó)防軍工：玄武巖纖維為增強(qiáng)體制成的的復(fù)合材料，在航空航天、火箭、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)、核潛艇、軍艦、坦克等國(guó)防軍工領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 ? 土木建筑：與混凝土成分基本相同 ,密度接近，相容性和分散性好于其他增強(qiáng)纖維，可用來(lái)替代鋼筋作混凝土建筑結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)材料，提高建筑物強(qiáng)度，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。大副度地提高建筑質(zhì)量，增強(qiáng)抗震加固、抗沖性、防火安全性、吸音、消音和保暖節(jié)能效果。還能作為堤壩和灌溉工程的增強(qiáng)材料及港口碼頭的增強(qiáng)材料。 ? 消防防彈：玄武巖纖維與其它纖維混紡可制成阻燃面料，用于部隊(duì)的相關(guān)裝備顯然是有明顯優(yōu)勢(shì)的。同時(shí)玄武巖纖維可用作坦克、裝甲車、防爆車、防爆毯、炮彈箱、軍事工事的坑道門等。 ? 交通運(yùn)輸：高速路、港口、機(jī)場(chǎng)建設(shè)，汽車貨架、車內(nèi)扶手、公共車行李架、汽車制造用輸送架、冷藏車結(jié)構(gòu)、隔熱壁板、座椅等 ? 石油化工：可引發(fā)石油天然氣管道業(yè)的革命。用玄武巖纖維纏繞環(huán)氧樹脂的復(fù)合管材可用于輸送石油、天然氣、冷熱水、化學(xué)腐蝕液體、散料、電纜管道、低壓和高壓鋼瓶和出油管等。以石油管道為例，玄武巖纖維管道連續(xù)使用期限為 80 年。還可用作壓機(jī)緩沖墊，冷藏或氣體液體槽罐的隔熱材料，高溫凈化過(guò)濾材料。 ? 電子工業(yè)：可制成高質(zhì)量多層印刷電路板的覆銅板。也可用作絕緣線皮，變壓器模與增強(qiáng)部件?？捎米黠L(fēng)力發(fā)電葉片的增強(qiáng)材料。 ? 體育休閑：利用其優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度，釣魚桿、曲棍棒、天線、滑雪板、雨傘柄、撐桿、弓箭和駑弓、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)坐凳。 ? 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：用作高溫過(guò)濾材料 ,有利于抗生素生產(chǎn)過(guò)程中空氣凈化和消毒。 三維立體織物 Light Car電動(dòng)車，采用玄武巖纖維打造車體，兼具輕巧、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，最重要的此先進(jìn)材質(zhì) 100％可完全回收再利用，完全以環(huán)境友善為其設(shè)計(jì)重心。 光導(dǎo)纖維 光纖裝扮的美麗世界 光導(dǎo)纖維 (optical waveguide fibre)，簡(jiǎn)稱光纖，是 能夠以光信號(hào)而非電信號(hào)的形式傳遞信息 (光束和圖像 )的具有特殊光學(xué)性能的玻璃或塑料纖維 。 按功能 可分為傳光纖維與傳像纖維。 按 傳輸模式 可分為多模 (multiple model，MM)光纖和單模 (single model， SM)光纖，多模光纖能夠同時(shí)傳播多種光波模式，單模光纖只能傳輸一種光波模式。后者可傳輸更多的信號(hào)。 按 光纖的材料成分 可分為石英類、多組分玻璃類及有機(jī)高分子塑料光纖。 光導(dǎo)纖維傳遞每個(gè)發(fā)光二極管所發(fā)出的光線，分顏色將每一點(diǎn)印在相紙上，從而聚合成一幅完整的影像。此種玻璃導(dǎo)管誕生于 20世紀(jì) 70年代，其內(nèi)部核心光纖由高折射率玻璃組成，而外層用低折射率的 玻璃導(dǎo)管包裹，兩種物 料之間所產(chǎn)生的反射能 防止光線流失，保證光 線透過(guò)核心光纖傳送時(shí)， 光纖末端的光線不會(huì)失 真。 光纖種類 材 料 成 分 采 用 原 料 石英光纖 芯線： SiO2 GeO2 P2O5 包層： SiO2 B2O3 SiCl4 GeCl4 POCl3 SiCl4 BCl3 BBr3 多 組 分 光纖 芯線： SiO2 Na2O CaO GeO2 包層： SiO2 Na2O CaO B2O5： SiCl4 NaNO3 Ca(NO3)2 Ge(C4H9O)4 SiCl4 NaNO3 Ca(NO3)2 BCl3 石英芯線 塑 料 包 層光纖 芯線； SiO2 包層：有機(jī)硅 SiCl4 二甲基二氯硅烷 塑料光纖 芯線： PMMA 包層：氯化 MAP 聚甲基丙烯酸甲酯 氟化甲酯 光纖的種類與材料 ? 20世紀(jì) 60年代。 1962年第一只半導(dǎo)體激光器誕生，隨后半導(dǎo)體光檢測(cè)器也研究成功。 ? 1966年英籍華人科學(xué)家高錕與 Hockham提出用玻璃可以制成衰減為 20dB/km的通信光導(dǎo)纖維， 1970年美國(guó)康寧公司首先制出了 20dB/km的光纖，這標(biāo)志著光纖通信系統(tǒng)的實(shí)際研究條件得以具備。 光纖通信的發(fā)展歷史 ? 20世紀(jì) 70年代。 1970年發(fā)明了 LD的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，使得光源與光檢測(cè)器的壽命都達(dá)到了 10萬(wàn)小時(shí)的實(shí)用化水平。 1979年發(fā)現(xiàn)了光纖1310nm和 1550nm新的低損耗窗口，緊接著單模光纖問(wèn)世。光纖的衰減系數(shù)一下降到。這使得光纖通信邁進(jìn)了 實(shí)用化階段 ，從 80年代初開始光纖通信便大步地邁向了市場(chǎng)。 ? 20世紀(jì) 90年代初。 1989年摻鉺光纖放大器EDFA的研制成功是光纖通信新一輪突破的開始。 EDFA的應(yīng)用不僅解決了光纖傳輸衰減的補(bǔ)償問(wèn)題，而且為一批光網(wǎng)絡(luò)器件的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。使得光纖通信的數(shù)字傳輸速率迅速提高，促成了波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化。 ?對(duì)通信 石英光纖的要求 作為光通信的光導(dǎo)纖維應(yīng)具有三個(gè)特性 (1)傳輸衰耗?。撼Ｒ悦抗飺p失的分貝數(shù) (dB/km)表示 (2)傳輸頻帶寬：現(xiàn)多用單模光纖 (3)機(jī)械性能好：為保護(hù)光纖拉絲后的強(qiáng)度 ， 光纖拉出后 ， 必須立即被覆一層或 二層保護(hù)性的涂膜 ， 以提高使用壽命 。 ? 制造光導(dǎo)纖維用的光學(xué)材料，必須高度純凈、成分均勻。一般無(wú)水石英（ SiO2）是常用的光導(dǎo)纖維材料。 ? 光導(dǎo)纖維的用途：近年來(lái)，光導(dǎo)纖維用于光通信的技術(shù)迅速發(fā)展。此外，在農(nóng)業(yè)、國(guó)防、醫(yī)療、電視、傳真、電話、科研等方面都有廣泛的用途。 光導(dǎo)纖維的制備 ?石英光纖制備必須嚴(yán)格控制： ① 雜質(zhì)的含量：尤其是金屬離子和羥基離子 。二者的存在會(huì)引起傳輸衰耗大輻度地上升 。 金屬離子應(yīng)在 109級(jí)范圍 ， 羥基離子一般為 104?107 ② 光纖的尺寸和形狀：纖芯直徑的波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大的傳輸衰耗甚至不能使用 ， 形狀對(duì)稱性的改變會(huì)嚴(yán)重影響光纖之間的連接 。 ③ 化學(xué)組成：組成的微小變化 ， 會(huì)影響纖芯的折射率 ， 增加傳輸衰耗 。 ? 光纖的制備工藝：最常用的是 MCVD (modified chemical vapor deposition， 改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法 ) 預(yù)制棒的制造 主反應(yīng)：在 “玻璃車床 ”上用超純的 SiCl4與 O2和H2在 1400℃ ?1600℃ 下反應(yīng) SiCl4(g) + O2(g) + 2H2(g) == SiO2(g) + 4HCl(g) 摻雜反應(yīng)：生成 GeO P20 B203等 4POCl3 + 3O2 == 2P2O5 + 6C12 ? MCVD法的評(píng)價(jià) ? 制造光纖預(yù)制棒的常用方法 。 能制備優(yōu)質(zhì)的光纖預(yù)制棒 。 ? 不足 : 原料昂貴 (特別是純化各原料的費(fèi)用高昂， 技術(shù)要求高 )， 光纖維化學(xué)組成受到限 。 ? 其它技術(shù)：全合成 (富通公司 )。 光纖的拉制 石墨爐 預(yù)制棒 裸光纖 涂覆杯 UV燈 保護(hù)氣體 ?光纖的結(jié)構(gòu) 著色層 芯層 5?m 包層 125?m 內(nèi)涂層 外涂層 ?光纖帶的結(jié)構(gòu) ?光纜的結(jié)構(gòu) —— 束管式 纖膏 加強(qiáng)芯 纜膏 —— 固架式 光纖帶 光纖的應(yīng)用 ? 信息傳輸 ? 光纖傳感器 ? 醫(yī)學(xué) ? 裝飾品 光纜 光放大器 光 纜 Head of TJPU MOE 光纖通信特點(diǎn) ? 頻帶寬，通信容量大：理論上講一根單模光纖可利用的帶寬達(dá) 20THz (1THz = 1012Hz)以上，最先進(jìn)的光纖通信系統(tǒng)達(dá) 400GHz,而一路電話帶寬約占 4KHz頻帶，一路彩色電視約占 6MHz頻帶。 ? 損耗低，中繼距離長(zhǎng)：銅纜的損耗特性與纜的結(jié)構(gòu)尺寸及所傳輸信號(hào)的頻率有關(guān)，光纜的損耗特性僅與玻璃的純度 (或者說(shuō)透明度 )有關(guān)，高質(zhì)量望遠(yuǎn)鏡的鏡頭其損耗超過(guò)500dB/km，目前通信用光纖的最低損耗達(dá) dB/km。 ? 具有抗電磁干擾能力：光導(dǎo)纖維是絕緣體材料，不受輸電線、電氣化鐵路及高壓設(shè)備等電器干擾，可以與高壓電線平行架設(shè)，還可制成復(fù)合光纜 ? 無(wú)串話，保密性好：通信質(zhì)量高 ? 線徑細(xì)，重量輕，柔軟：可制成大芯數(shù)高密度光纜；單芯光纜可安裝在飛機(jī) ,火箭，潛艇及航天飛機(jī)上 ? 節(jié)約有色金屬，原料資源豐富：可節(jié)約大量銅金屬 ? 質(zhì)量輕，耐腐蝕，成本低： 27g/Km，約 1萬(wàn) /Km。 光纖傳感技術(shù) ? 光纖傳感技術(shù)代表了新一代傳感器的發(fā)展趨勢(shì)。光纖傳感器產(chǎn)業(yè)已被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最具有發(fā)展前途的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，以技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人所矚目。 ? 利用光纖技術(shù)和有關(guān)光學(xué)原理，將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置稱為光纖傳感器。光纖傳感器基本上由光源、光學(xué)敏感元件、光導(dǎo)纖維、光檢測(cè)器和信號(hào)處理系統(tǒng)等部分組成。 光纖傳感器的分類方法很多，以光纖在系統(tǒng)中的作用，可分為功能型光纖傳感器 (傳感型 )和非功能型光纖傳感器 (傳光型 )。功能型是以光纖本身作為敏感元件，光纖的某些光學(xué)特性（如光的強(qiáng)度、相位、偏振和頻率等）被外界物理量所調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。非功能型利用其他敏感元件感受被測(cè)量，光纖僅作為傳播介質(zhì)。 基本工作原理：將光源經(jīng)光纖送入調(diào)制區(qū)，在調(diào)制區(qū)內(nèi)，外界被測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用，使光的性質(zhì)如光的溫度、波長(zhǎng) (顏色 )、頻率、相位或偏振態(tài)發(fā)生變化，成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)光纖送入探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)而獲得被測(cè)參數(shù)。 光纖傳感優(yōu)點(diǎn)： 靈敏度較高；幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性 ，可以制成任意形狀的光纖傳感器；可以制造傳感各種不同物理信息 （ 聲 、 磁 、 溫度 、 旋轉(zhuǎn)等 ） 的器件；可以用于高壓 、 電氣噪聲 、高溫 、 腐蝕 、 或其它的惡劣環(huán)境；而且具有與光纖遙測(cè)技術(shù)的內(nèi)在相容性 。 應(yīng)用：磁 、 聲 、 壓力 、 溫度 、 加速度 、 陀螺 、位移 、 液面 、 轉(zhuǎn)矩 、 光聲 、 電流和應(yīng)變等物理量的測(cè)量 。 ? 軍事方面，研發(fā)主要包括：水下探測(cè)的光纖傳感器、航空監(jiān)測(cè)的光纖傳感器、光纖陀螺、核輻射檢測(cè)的光纖傳感器等。 ? 民用方面：監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的電流、電壓、溫度等重要參數(shù)，監(jiān)測(cè)橋梁和重要建筑物的應(yīng)力變化，檢測(cè)肉類和食品的細(xì)菌和病毒等。 醫(yī)學(xué)應(yīng)用：內(nèi)窺鏡 用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開刀